普通小球藻异养-光自养串联培养的培养基
普通小球藻异养-光自养串联培养的培养基 第6卷第2期
2006年4月
过程工程
TheChineseJournalofProcessEngineering Vb1.6No.2
Apr.2006
普通小球藻异养一光自养串联培养的培养基
李兴武,李元广,沈国敏,杨东
(1.生物反应器工程国家重点实验室,华东理工大学海洋生化工程研究所,上海200237
2.上海泽元海洋生物技术有限公司,上海200237)
摘要:采用单因素实验和均匀实验获得了适合于普通小球藻异养一光自养串联培养的培养基(HA—SK培养基1,其关
键是C/N比和保证足够的C,N供应.采用该培养基在摇瓶中异养一光自养串联培养普通小球藻,异养培养结束时细胞
密度达13.17g/L,经过36h光自养培养后藻体蛋白质和叶绿素含量分别达49.75%和30.17mg/g.用5L生物反应器和
1L平板光生物反应器串联培养,藻细胞密度最高可达15.36g/L,藻体蛋白质和叶绿素含量分别达54.78%和31.23mg/g.
表
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明采用HA—SK培养基进行异养一光自养串联培养可实现普通小球藻的高密度高品质培养.
关键词:异养一光自养串联培养;普通小球藻;培养基;蛋白质含量;叶绿素含量 中图分类号:Q949.2文献标识码:A文章编号:1009—606X(2006)02—0277—04 1前言
小球藻富含蛋白质,多种色素,B族维生素,必需
氨基酸,微量元素和一些生物活性代谢产物I",而且同
时具有抗癌,抗辐射,抗感染,抗氧化,防治高血脂症, 防治便秘以及骨髓抑制等一系列生理保健功能,是目前 保健食品开发应用最理想和研究最多的微藻之一I. 目前,小球藻的大规模培养方法通常采用传统的开 放式户外大池光自养培养,虽然成本低,藻体品质高[3】 [蛋白质含量51%,叶绿素含量24.4mg/g(干重,下同)1, 但由于细胞密度低(0.2,0.5g/L),易污染等缺点【4】,使其 发展受到较大的限制.采用异养方式培养小球藻虽可较 大幅度地提高细胞密度[5一,但与光自养培养相比,获得 的藻体品质低(即蛋白质和色素的含量明显下降)[7-10】. Ogbonna等[1o]采用Endo培养基异养一光自养串联培养蛋 白核小球藻(ChlorellapyrenoidosaC一212),可使藻体蛋 白质和叶绿素含量得到较大幅度的提高,藻细胞密度及 蛋白质和叶绿素含量分别可达14g/L,60.1%和36mg/g. 普通小球藻(Chlorella~lga,.is)是目前商业化生产中普 遍采用的藻种之一,其在异养高密度培养过程中也存在 品质下降问
题
快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题
[9】.本研究尝试通过异养一光自养串联培 养方式实现普通小球藻高密度高品质培养,拟以普通小 球藻培养所用Sorokin-Krauss培养基【?(简称SK培养基) 为基础,首先解决培养基问题.
2材料与方法
2.1材料
藻种:普通小球藻(Chlorellavulgaris),购自中国科 学院武汉水生生物研究所.
2.2培养基
本工作共涉及3种培养基,其中HA—SK培养基为 最终优化后培养基,具体组成见表1.
表1培养基组成
Table1Thecompositionofmedium Note:1)CaC12-2H206.35g;2)FeSO4?7H202.49g,EDTA25g;
3)H3BO311.42g,ZnSO4-7H208.82g,MI1C12?H201.42g,
(NH4)6Mo7024?4H20O.8707g,CuSO4-5H201.57g,Co(NO3)2?6H2O
O.49g;1)-3)Distilledwater1000mL. 2.3培养方法
2_3.1摇瓶异养一光自养串联培养方法
250mL摇瓶中异养培养普通小球藻,待培养液中
葡萄糖消耗完后,开启外部光源进行光自养培养,接种
量10%,装液量100mL,培养温度30?,摇床转速150
r/min,光强8000lx.
2-3.2反应器异养一光自养串联培养方法
反应器培养在5L生物反应器/1L开放式平板光生
物反应器串联培养体系中进行.在5L生物反应器中进
行异养培养,待培养液中有机碳源消耗完后,将其转入
1L开放式平板光生物反应器中进行光自养培养.异养
培养条件为:接种量10%,装液量3.6L,温度30?,
收稿日期:2005__04_18,修回日期:2005-05—27
基金项目:国家863
计划
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海洋生物技术主题基金资助项目(编号:2004AA626040)
作者简介:李兴武(1979一),男,湖北省荆门市人,硕士研究生,生物化工专业:李元广,通讯联系人,E—mail:ygli@ecust.edu.cn.
280过程工程第6卷
明充分的混合和光照有利于普通小球藻的培养
4结论
获得了适合于普通小球藻高密度高品质培养的异
养一光自养串联培养基,采用该培养基在摇瓶中异养一
光自养串联培养,异养培养周期从60h缩短至48h,异
养培养结束时细胞密度可达13.17g/L.光自养培养后藻
体蛋白质和叶绿素含量分别达49.75%和30.17mg/g,分
别比初始培养基提高了69.8%和68.7%.进一步在5L
生物反应器/1L平板光生物反应器串联体系中验证了该
培养基的培养效果,说明采用该培养基在生物反应器中
实现普通小球藻高密度高品质培养是完全可行的.
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24-26.
MediumforCulturingChlorellavulgariswithSequentialHeterotrophic——
AutotrophicModel
LIXing.wu,LIYuan.guang,SHENGuo.min,YANGDong
(.StateKeyLab.BioreactorEng.,Inst.MarineBioprocessEng.,EastChinaUniv.Sci.&Techno1.,Shanghai20023~China,
2.ShanghaiZeyuanMarineBiotechnologyLtd.,Shanghai20023LChina) Abstract:Themedium(HA-SKmedium)forculturingChlorellavulgariswithsequentialheterotrophic—autotrophicmodelwas
optimizedbyusingtheone…
atatimestrategyanduniformityexperimentaldesign.WhenChlorellavulgar&wasculturedwithHA—SK
mediumin250mLflask.theeelldensityreached13.17g/Lattheendofheterotrophiccultivation,thecellularproteinandchlorophyll
contentwere49.75%and30.17mg/gafter36hautotrophiccultivation,whichwereincreasedby134%,69.8%and68.7%respectively
comparingwiththoseobtainedinaninitialmedium.AsChlorellavulgariswasculturedwithHA.SKmediuminsequential5L
bioreactorandlLplatphoto.bioreactorsystem,theeelldensityreachedl5.36g/Lattheendofheterotrophiccultivation,thecellular
proteinandchlorophy11contentwere54%and3J23mgCgafter35hautotrophiccultivation.I西eresultsshowthatthecultivationof
Chlorellavulgar&withhighcelldensityandhi曲
qualitycanberealizedsuccessfullybysequentialheterotrophic—autotrophlcmodel
withHA—SKmedium.
Keywords:sequentialheterotrophic——
autotrophiccultivation;Chlorellavulgaris;medium;proteincontent;chlorophyllcontent