大规模异养发酵培养小球藻USTB-01研究

采用异养小球藻USTB-01,分别在50、500 L和5000 L发酵罐逐级放大进行异养发酵培养的优化控制研究。结果表明,随着小球藻异养培养过程中生物量的增大,按照3个不同阶段逐渐加大葡萄糖和硝酸钾(C/N质量比为20∶1)分别作为碳源和氮源的流加量,可以大幅度提高小球藻USTB-01的生长速度。72 h内,分别在50、500 L和5000 L发酵罐进行异养发酵培养小球藻USTB-01过程中,都获得了质量浓度40 g/L以上的藻细胞干重,在培养物中保持低浓度的葡萄糖和硝酸钾在支持小球藻快速生长方面发挥了重要作用。无论在培养规模,还是在最终培养获得的藻生物量上,均取得了非常重要的研究进展。

不同温度和pH对小球藻USTB-01生长和品质的效应

采用50 L全自控发酵罐,在不同温度和pH对小球藻USTB-01的异养生长和品质效应方面进行了研究。发现在24~28℃内,随温度的升高,小球藻的生长速度明显加快,培养48 h最终生物量(OD680 nm)从45.8提高到122.4,但代表小球藻品质的蛋白含量却从18.5%降低到14.6%,叶绿素含量从25 mg/g降低到18 mg/g。进一步研究表明,与pH 6.5和7.5相比,pH 7.0不仅能够支持小球藻的异养快速生长,而且可以获得较高的蛋白含量,但叶绿素含量却低于生长于pH 6.5的小球藻,尚未见有文献报道。

从异养小球藻USTB-01中提取纯化叶黄素研究

在成功筛选异养小球藻种USTB-01并完成高效发酵培养的基础上,主要针对从小球藻干粉中提取纯化叶黄素进行了研究。得到的优化工艺是:采用正己烷-乙醇混合试剂(体积比6.7∶1.0)从藻细胞中提取叶黄素1 h,固液质量比为1∶50,可以从小球藻粉中高效提取出叶黄素和叶黄素酯类。用质量分数20%的NaOH-水溶液,在50℃下皂化6 h,皂化剂用量为1∶40,可以高效地将叶黄素酯转化为叶黄素。通过条件优化实验,可将藻粉中游离叶黄素的含量由0.09%提高到0.32%,获得叶黄素的纯度达到了80.6%,为进一步将异养小球藻作为叶黄素来源的产业化生产奠定了重要的研究基础。