裸藻培养及联产提取脂质与副淀粉的研究

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裸藻(Euglena)属于单细胞淡水藻类,可以合成多不饱和脂肪酸、副淀粉等多种活性物质,已被广泛应用于食品、制药与饲料等领域。本文以纤细裸藻(Euglena gracilis FACHB-848)为研究对象,筛选适合该藻生长和活性物质合成的培养基;随后,评估培养基中的碳氮源种类及其浓度对裸藻生长的影响;最后,研发绿色集成技术联产提取裸藻油脂和副淀粉,为工业化开发裸藻提供实践依据。主要研究结果如下:(1)研究纤细裸藻在Af-6、BG11、C、CM、Hutner和HUT等6种培养基中的生长状况,发现CM培养基是最适合培养纤细裸藻的培养基,其生物量为1.22 g/L,远高于其余5种培养基培养的纤细裸藻的生物量。CM培养基培养的纤细裸藻的蛋白质、脂质及副淀粉含量分别为48.21%、33.33%和10.43%,对应的产量分别为0.54g/L、0.38 g/L和0.12 g/L。总叶绿素与类胡萝卜素含量分别是60.00 mg/g和9.50 mg/g,它们的产量分别为65.48 mg/L和10.39 mg/L。(2)研究碳氮源变化对纤细裸藻生长的影响,发现较低浓度的氮源(0.0625 g/L尿素)可以满足纤细裸藻生长需求,生物量可达1.23 g/L。氮源浓度过高(1 g/L)可能会对纤细裸藻的生长产生一定的限制。葡萄糖是纤细裸藻的最佳碳源,8 g/L的葡萄糖培养的纤细裸藻生物量可达1.94 g/L,副淀粉含量为22.79%。2 g/L的葡萄糖可显著提高纤细裸藻的脂质含量,为50.40%。16 g/L的葡萄糖培养8天后生物量降低,最终生物量为1.32 g/L,过高的葡萄糖浓度不利于纤细裸藻生长。(3)研究联产裸藻脂质与副淀粉技术,优化联产提取裸藻脂质与副淀粉的工艺参数。在提取裸藻脂质方面,选择正己烷和乙醇为提取介质,优化提油工艺。最佳的提油条件为:正己烷和乙醇的体积比为1:1,固液比为1:80,25℃提油1 h,重复3次。以提油后的裸藻藻渣作为原料,研究酶法对副淀粉提取率的影响。最佳的提取副淀粉条件为:胰蛋白酶酶活为7500 U/g藻粉,料液比为1:80,酶解时间为6 h。本工艺创新性地同时提取了脂质与副淀粉,油脂提取效率可达96%,提取的副淀粉含量也比传统的方法(SDS+Na2EDTA法和蛋白酶法)高,说明油脂提取工艺不会影响酶法提取副淀粉工艺的性能。此外,与传统方法相比,联产提取裸藻脂质与副淀粉技术所提取的副淀粉物质所需时间更短。因此,联产提取裸藻脂质与副淀粉技术是一种绿色高效提取新技术,可综合利用裸藻生物质,为集约化开发微藻生物质提供实践依据,推动微藻行业的发展。
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