甘肃省张掖市微藻产业发展模式研究

钱学森院士提出的沙产业理论,在实践中如何推进,是一项系统工程.对此,甘肃省张掖市以微藻开发研究为切入点,通过人工设施装置发展微藻产业,探索出了"高校主导型产学研结合+产业链开发"模式,以产学研横向联合为沙产业提供系统支撑,以产业链开发推进沙产业发展,不断进行技术创新和制度创新,寻求了一条发展沙产业的有益路径.

甘肃省张掖市微藻产业现状、存在问题及对策建议

在钱学森"多采光、少用水、新技术、高效益"沙产业思想指导下,甘肃省张掖市结合河西走廊自然条件发展微藻产业。文章在分析了张掖市微藻产业发展现状、存在问题的基础上,提出了张掖市微藻产业发展的对策建议。

张掖市微藻生产技术模式研究

对典型西部寒旱区—张掖市微藻生产技术进行初步探讨。概述了张掖市微藻生产现状,从生产设施、生产原料、生产技术、日常管理、采收设备与技术等方面进行了研究,总结出了张掖市微藻生产的技术模式和未来发展的方向。

衣藻对盐胁迫下小麦幼苗生长和生理指标的影响研究

盐胁迫是植物面临的最主要非生物胁迫之一。对农业生产而言,研究生物肥料对盐胁迫下植物生理指标的影响具有重要意义。目前,藻类生物肥料对盐碱土壤的影响已被广泛研究,但是其对盐胁迫下植物生理指标的影响鲜有报道。以德巴衣藻(Chlamydomonas debaryana)藻粉作为生物肥料,通过实验模拟在高盐胁迫环境下,向小麦幼苗沙土中添加不同浓度的衣藻藻粉(0.25、0.5、1.0、2.0 g·L^(-1)),并测定了小麦生物量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、抗氧化酶活性、丙二醛含量和离子平衡等相关指标。结果表明,盐胁迫使小麦根长、茎长、干重和鲜重等各项指标均受到显著抑制,可溶性糖含量和可溶性蛋白含量降低,抗氧化酶活性降低,丙二醛含量升高。添加不同浓度衣藻藻粉后,小麦根长、茎长、干重和鲜重等各项指标均有明显增长,可溶性糖含量和可溶性蛋白含量增加,抗氧化酶活性升高,丙二醛含量降低。相关分析表明,衣藻藻粉能够促进小麦生长,显著改变小麦生理指标,提升其耐盐性。综合比较,1 g·L^(-1)藻粉处理组效果最为显著。

甘肃河西沙区锁阳多糖提取工艺优化及含量测定

采用水提醇沉法,利用L9(33)正交试验优选锁阳多糖的提取工艺,用硫酸苯酚比色法对甘肃河西沙区不同地区锁阳中多糖含量进行测定。结果表明:提取最佳工艺条件为料液比1:15(g/mL)、提取时间90min、提取次数为2次;甘肃河西沙区不同地区锁阳多糖含量差别显著。锁阳多糖可作为控制锁阳质量的一项指标性成分。

葛根螺旋藻复合片氨基酸组成与营养分析及解酒作用研究

利用氨基酸自动分析仪，对葛根螺旋藻复合片氨基酸组成进行了测定；采用氨基酸比值系数法、模糊识别法以鸡蛋蛋白质为标准蛋白，以WHO／FAO氨基酸参考模式为分析评价标准，对葛根螺旋藻复合片蛋白营养价值进行了全面分析评价；以小白鼠作为实验对象，以小白鼠醉酒后的行为学观察（醉酒和醒酒时间）为指标，对葛根螺旋藻复合片解酒功效进行了初步的实验研究。结果表明：葛根螺旋藻复合片中含有18种氨基酸，总含量为32．46％，蛋白质中氨基酸种类齐全，必需氨基酸（EAA）占总氨基酸量的37．22％，色氨酸为第一限制氨基酸，含硫氨基酸为第二限制氨基酸，氨基酸比值系数分为75．18～82．41；葛根螺旋藻复合片对乙醇急性中毒有显著的预防作用（p〈0．01），具有较为显著的解酒醒酒作用（p〈0．05），预防醉酒效果优于解酒醒酒效果（p〈0．01）。

响应面法优化双水相萃取棉花叶中总黄酮的研究

采用乙醇-硫酸铵双水相体系分离纯化棉花叶中总黄酮,确定其双水相体系组成为23%无水乙醇-22%(NH4)2SO4,通过单因素实验和Box-Behnken Design实验研究粗提液质量分数、pH、NaCl质量分数三个变量对棉花叶中总黄酮响应值的影响程度,用响应面法得出三个考察因素最优工艺参数,即:粗提液质量分数31%、pH4、NaCl质量分数3%,在此条件下萃取率为76.32%。与响应面法优化黄酮萃取率预测值78.02%接近,为棉花叶中总黄酮有效开发利用提供一定的借鉴作用。

基于主成分与聚类分析的甘肃地区产地木耳品质综合评价

为优化评价地木耳品质的指标,采用主成分和聚类分析,对甘肃8个地区产地木耳的粗蛋白、总灰分、磷、总糖、脂类、总脂、水溶性灰分、水不溶性灰分以及Ca、Na、K、Mg、Fe、Zn、Mn、Cu、Pb、Ni和Cd 19个品质指标进行分析。结果表明,不同地区来源的地木耳品质指标中,总脂、脂类、总糖以及Mn、Na、Zn变异系数较大,均超过30%,其他指标的变异系数相对较小,在3%左右。主成分分析表明19个反映不同地区产地木耳品质的指标可以用5个主成分(累计贡献率达到92.71%)表示。根据聚类分析得到总糖、水溶性灰分、脂类、Fe、Ca和磷6个品质指标可以用来衡量地木耳品质的优劣。甘肃8个地区产地木耳中,山丹的品质最好,其次是天祝,甘州区地木耳的品质最差。

现代绿洲形式的战略性新兴产业——微藻产业

微藻具有很强的光合能力,能充分利用无机形式的碳和碳水化合物通过光合作用合成高品质的蛋白质,是理想的太阳能转换器。在沙漠戈壁通过人工设施装置发展微藻产业,是现代绿洲形式的一种重要体现。文章从微藻及其在行业发展中的地位和作用、国内外微藻技术状况及发展趋势、我国西部发展微藻产业的优势条件、微藻产业发展的方向等六个方面阐述了微藻产业作为西部现代绿洲形式的一种战略性新兴产业,具有重要的生态、经济和社会价值。

富硒、富锌钝顶螺旋藻培养优化研究

以钝顶螺旋藻为载体,以硒浓度、锌浓度和添加方法为因素,通过单因素和正交试验,确定富锌、富硒钝顶螺旋藻的最佳培养条件.结果表明:在钝顶螺旋藻培养液中加入硒浓度为8 ug/mL、锌浓度为7 ug/mL,加入方法为低水平培养4天(加入浓度的一半)、高水平培养4天(加入剩余一半),为富锌、富硒钝顶螺旋藻的最佳添加浓度和添加方法.

蛋白酶SpP1基因克隆、表达及酶学性质的表征

【目的】对螺旋藻来源的一个蛋白酶基因进行克隆、表达,并探究重组酶酶学性质,为藻类蛋白酶的深入研究奠定基础。【方法】从钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)基因组扩增获得了蛋白酶基因SpP1,进而构建pET28a-SpP1重组质粒,将其转入Escherichia coli BL21(DE3)实现了异源表达,利用镍柱分离纯化重组蛋白酶并研究其酶学性质。【结果】螺旋藻蛋白酶SpP1属于丝氨酸蛋白酶家族成员,分子量为47.04 kD,最适温度和pH值分别为50℃和8.0。其热稳定性较差,在pH=8.0-9.0的范围内具有良好的酸碱稳定性。以酪蛋白为底物时,最大反应速度V_(max)=8.237 U/mL,米氏常数K_(m)=16.369μg/mL。Mn^(2+)对其具有较强的激活作用,添加0.1 mol/L Mn^(2+)后其酶活提高了18倍,同时0.1 mol/L的Fe^(3+)、Zn^(2+)、Ca^(2+)、乙二胺四乙酸(ethylenediaminetetraacetic acid,EDTA)等对酶活也具有明显的促进作用。【结论】螺旋藻来源的蛋白酶SpP1具有丝氨酸蛋白酶家族成员的典型结构和性质特征,具有较好的酸碱稳定性,添加金属锰离子可有效提升其催化活性。

锁阳螺旋藻复合片稳定性试验研究

在加速试验(Accelerated testing)条件下,对锁阳螺旋藻复合片的主要理化指标和卫生指标进行检测和分析,结果表明:锁阳螺旋藻复合营养片在加速试验条件下保存0个月、1个月、2个月、3个月后,微生物指标均未发生变化,产品的各项理化指标测定值与0个月的测定值,经方差分析,差异不显著(P<0.05),符合企业产品备案标准,其质量指标稳定.

衣藻对盐胁迫下小麦幼苗光合生理指标的影响

以正常生长的小麦幼苗为对照(CK),研究衣藻藻液[0 g/L(T0)、0.25 g/L(T1)、0.5 g/L(T2)、1.0 g/L(T3)和2.0 g/L(T4)]对盐胁迫下小麦幼苗叶片光合色素含量、光合气体交换参数以及叶绿素荧光参数等光合生理指标的影响,为衣藻在小麦盐胁迫下的应用提供理论依据。结果表明,CK小麦幼苗叶片光合色素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、CO_(2)浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、光系统Ⅱ实际光量子产量[Y(Ⅱ)]、最大光化学效率(Fv/Fm)、电子传递速率(ETR)、光化学淬灭系数(qP)均最高,非光化学淬灭系数(qN)最低。T1—T4处理小麦幼苗叶片叶绿素a、总叶绿素和类胡萝卜素含量均高于T0处理,以T3、T4处理较高。T1—T4处理Pn、Gs、Ci、Tr在处理后6~12 d均高于T0处理,总体以T3处理最高,T4处理次之。T1—T4处理Fv/Fm、ETR、Y(Ⅱ)、qP在处理后6~12 d总体上均高于T0处理,以T3处理最高,T4处理次之;T1—T4处理qN在处理后6~12 d均低于T0处理。综合考虑,1.0 g/L衣藻藻液效果最佳。

模式蓝藻FNR蛋白的生物信息学及进化分析

FNR蛋白是蓝藻光能转换和能量代谢中的核心蛋白质,为了掌握该蛋白的生物信息学信息及其进化关系,选择具有研究和应用价值的7种模式蓝藻来源的FNR蛋白作为材料,以氨基酸序列为基础,采用ProtParam、Sompa、SWISS-MODEL及MEGA11等生物信息学工具对蓝藻FNR蛋白的结构、功能及进化关系进行分析。结果表明:蓝藻FNR蛋白均属于胞内表达的单亚基蛋白,无信号肽,无跨膜结构域。其氨基酸数目在370-440个之间,分子量在45 kD左右,理论等电点在5.5-6.0之间,不稳定性指数在40%左右,蛋白序列中存在保守的FAD及NADPH结合结构域及C末端的RWHVETY保守基序。蛋白的二级结构元件中,α-螺旋和β折叠比例在20%-30%之间,无规卷曲比例较高,普遍在47%左右。FNR蛋白的三级结构具有高度的结构相似性,蛋白质的N端普遍存在一段无序的无规卷曲结构,且暴露于蛋白质核心结构外侧。进化分析表明蓝藻FNR蛋白属于独立的进化分支,与高等植物来源的FNR蛋白的亲缘关系更近。本研究结果有助于深化对FNR蛋白的结构和功能的理解,同时也为FNR蛋白在藻类合成生物学的研究和应用提供参考。

复方苦荞螺旋藻片的降糖作用及安全性

研究了复方苦荞螺旋藻片(BS)对正常及实验性高血糖小鼠血糖水平的影响及其安全性。采用正常及四氧嘧啶建立的高血糖模型小鼠,对BS进行糖耐量和降糖试验研究;采用最大耐受剂量法进行急性经口毒性实验。结果表明,与对照组比较,0.50、1.50g/kg BW的BS对高血糖模型小鼠空腹血糖和糖耐量试验,血糖曲线下面积均有明显的降低作用,降糖率分别达20.05%(P<0.05)和30.79%(P<0.01);血糖曲线下面积分别为25.9(P<0.05)、24.9(P<0.01);对正常小鼠空腹血糖和糖耐量无显著性影响(P>0.05)。BS对正常及模型小鼠的体重和脏体比无统计学意义。安全性实验结果表明,小鼠灌胃最大耐受量大于18.0 g/kg BW。BS对实验性高血糖小鼠具有一定的辅助降血糖作用,对正常小鼠空腹血糖和糖耐量无影响,且无明显毒副作用,使用安全,具有推广应用价值。

离子液体/盐双水相萃取分离锁阳中熊果酸

利用1-丁基-3-甲基咪唑氯([Bmim]Cl)和磷酸氢二钾(KH2PO4)双水相体系萃取分离锁阳中熊果酸,首先对[Bmim]Cl质量分数、KH2PO4质量分数、熊果酸粗提取液质量分数、NaCl质量分数、pH进行单因素研究,确定双水相体系组成为质量分数25%[Bmim]Cl-21%KH2PO4。然后,利用Box-Benhnken Design实验,对黄酮粗提取液质量分数、pH、NaCl质量分数进行了优化,结果表明:粗提液质量分数8.5%、NaCl质量分数1%、pH=4.7,熊果酸萃取率可达97.85%,与预测值98.3%接近。说明该优化工艺具有可行性。

离子液体超声辅助提取桑葚中原花青素

采用离子液体超声辅助提取桑葚中原花青素,在单因素实验基础上,采用响应面优化[Bmim]Cl(1-丁基-3-甲基咪唑氯)浓度、料液比、超声功率、超声时间对桑葚中原花青素得率的影响,利用扫描电镜分析了该技术提取效果较好的原因。结果表明,桑葚中原花青素的最佳提取工艺为:[Bmim]Cl浓度为0.73 mol/L、料液比1∶21(g/mL)、超声功率188 W、超声时间11 min,此条件下原花青素得率可达3.51%,与模型预测值接近。扫描电镜观察发现,离子液体超声对桑葚粉末微观结构破坏影响较大。

乙醇/硫酸铵双水相体系分离纯化葡萄籽总黄酮

利用乙醇-硫酸铵双水相体系分离纯化葡萄籽中总黄酮,首先对无水乙醇、(NH4)2SO4、黄酮粗提取液质量分数、pH值、NaCl质量分数进行单因素研究,确定双水相体系组成为23%无水乙醇-17%(NH4)2SO4。然后利用Box-Benhnken Design实验,对黄酮粗提取液质量分数、pH值、NaCl质量分数进行了优化,结果表明:黄酮粗提取液质量分数21.3%、pH 7.2、NaCl质量分数1.97%,此条件下葡萄籽总黄酮的萃取率可达到98.8%;与预测值96.437 2%接近。

黄参多糖提取工艺参数优化

以水提醇沉法提取黄参多糖,用硫酸-苯酚比色法测定黄参多糖含量。通过单因素试验和Box-Behnken试验,对黄参多糖提取工艺参数进行优化。结果表明:黄参多糖的最佳提取工艺为料液比1:26.7(g/mL)、浸提温度90℃、浸提时间67min、浸提2次,在此条件下,多糖得率为3.41%。

锁阳螺旋藻营养片生产工艺及其蛋白质营养价值的评价

以锁阳提取物和螺旋藻粉为主要原料,经方差分析,筛选出最佳配比,采用直接成型制片工艺,生产锁阳螺旋藻营养片片。应用模糊识别法和氨基酸比值系数法,分别以鸡蛋蛋白质为标准蛋白,以WHO/FAO氨基酸参考模式为评价标准,对锁阳螺旋藻营养片蛋白质营养价值进行了全面评价。结果表明:锁阳螺旋藻营养片中含有18种氨基酸,总含量为42.75%,蛋白质中氨基酸种类齐全,必需氨基酸(EAA)占总氨基酸量的36.5%,色氨酸为第一限制氨基酸,含硫氨基酸为第二限制氨基酸,氨基酸比值系数为0.54和0.72。