论文部分内容阅读
化石能源的加速消耗使人类面临着能源紧缺与环境污染两大难题,开发洁净的可再生能源迫在眉睫。生物柴油因其具有：原料可再生性、优良的燃烧性、产物可降解性等性能,被认为是一种良好的化石能源替代品。生物柴油近年来在国内外已经实现了大规模的工业化生产,其中原料来源主要是麻疯树、菜籽、棕榈等油料作物,存在与粮争地的重大弊端。微藻广泛存在于各种水体,许多种类生长速度快、油脂含量丰富,适于作为生物柴油的原料来源。国内外已经对微藻生物柴油生产做了许多基础性研究,但是原料培养、收获成本高、产油率低仍然成为阻碍其发展的关键原因。筛选培育高脂藻成为我们的首要任务,因此本实验旨在从自然环境中分离得到高脂藻株,然后使用优化培养法进一步提高藻株的油脂产率,为生物柴油原料的筛选提供一定的理论依据,为实现其大规模生产提供数据支持。首先从山西省汾河流域、运城盐湖等水体采集水样,使用微挑法、平板分离法等对其中的微藻进行了分离纯化,最终分离得到绿藻17株,隐藻2株,裸藻1株,硅藻9株,同时从淡水藻种库购得2株绿藻,1株硅藻,共对此32株微藻进行了扩大培养与下一步研究。扩大培养后,进行了高脂藻株的筛选。采用干重法对32株微藻的生长量进行测定,采用氯仿甲醇法和尼罗红荧光染色法对32株微藻的总脂含量与中性脂含量进行测定。结果表明：32株微藻干重介于48.9mg/L-422.2mg/L之间；总脂含量介于5.4%dw-30.1%dw之间；单位体积的荧光值介于4.1-181.5之间。综合评价藻株的总脂产率,最终筛选到山西省NY017盐生杜氏藻(Dunaliella salina), NY023线形菱形藻(Nitzschia linearis)以及NY025谷皮菱形藻(Nitzschia palea)为高脂藻株,油脂产率分别为3.25mg/L·d、3.03mg/L·d.2.11mg/L·d,具有生产生物柴油的潜力。两种脂质测定方法均显示谷皮菱形藻具有较高的脂质含量,因此以该藻为研究对象,通过优化培养条件来进一步提高其油脂产率。首先进行温度与光强的优化,之后在最优脂质积累温度与光强条件下,设计N、P、Si正交实验,探讨三因素对谷皮菱形藻生长及中性脂含量的影响。结果表明,N. palea生长及中性脂积累的最适温度均为20℃；该藻生长的最适光强为4000lx,而5000lx下更有利于中性脂的积累；正交实验结果显示,N、P、Si、N×P、N×Si对谷皮菱形藻生长作用为显著,N、P、Si含量分别为80mg/L、120mg/L、100mg/L时,生长最好；N、Si、NxP、NxSi对中性脂积累作用均为显著， N‘P、Si含量为80mg/L、120mg/L、50mg/L,中性脂积累量最高。N缺乏与Si缺乏在一定程度上可以增大中性脂的积累。