全 文 ：SILIAO GONGYE2016年第37卷第2期 总第503期
小新月菱形藻（Nitzschia closterium f. minutissi⁃
ma）隶属于硅藻门、羽纹纲、管壳缝目、菱形藻科，菱形
藻属，属于海洋微藻的一种[1]。小新月菱形藻是很多
水产经济动物幼体生长发育的优良饵料，同时也是很
多饵料生物生长繁殖的最佳饵料[2-5]。目前，微藻的培
养、投喂一般与生产育苗同时进行，因而育苗的成败
很大程度上取决于是否提供优质、充足的微藻。为了
解决饵料供应问题，很多学者采用超滤浓缩技术对单
胞藻进行浓缩，获得大量浓缩饵料[6-7]。超滤技术是一
种膜分离技术。周玮研究了超滤技术対金藻的浓缩
效果，结果表明适宜的操作压力下，浓缩效果明显，对
金藻活性不产生影响，且操作简单、清洗方便[7-9]。但是
利用单胞藻饵料浓缩机对小新月菱形藻的浓缩方面的
研究报道很少，小新月菱形藻如果在浓缩过程中藻细
胞遭到破坏，则营养物质损失，失去了应用价值。本试
验利用大连海洋大学研制开发的单胞藻饵料浓缩机
（MFZ-1）对小新月菱形藻进行浓缩，研究了操作压力
和起始密度对小新月菱形藻细胞活性的影响，为生产
上进一步合理利用单胞藻饵料浓缩机提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
单胞藻饵料浓缩机(MFZ-1)、显微镜（CX21FS1）、
超 滤 浓 缩 对 小 新 月 菱 形 藻 活 性 的 影 响
■ 于建华 1 周 玮 2 王国栋 3 任绍洁 1
（1.内蒙古民族大学动物科学技术学院，内蒙古通辽 028042；2.大连海洋大学水产与生命学院，
辽宁大连 116023；3.大连举扬科技有限公司，辽宁大连 116023）
摘 要：试验研究了饵料浓缩机在不同操作压力、不同起始密度对小新月菱形藻（Nitzschia clos⁃
terium f. minutissima）进行浓缩后细胞活性的影响。通过超滤技术，利用单胞藻饵料浓缩机对小新月菱
形藻进行浓缩，操作压力为0.10、0.16、0.20 MPa，小新月菱形藻起始密度分别为1.0×106、2.0×106 cells/ml，
对不同浓缩时间的浓缩藻进行再培养。结果表明，小新月菱形藻起始密度1.0×106、2.0×106 cells/ml，
采用操作压力分别为0.20 MPa和0.16 MPa时对藻细胞活性影响最小，藻细胞繁殖速度较快，繁殖密
度较大。结果提示，饵料浓缩机在合理的压力下可以对不同浓度的新月菱形藻进行浓缩，不影响藻
细胞的活性。
关键词：超滤；小新月菱形藻；压力；活性
doi:10.13302/j.cnki.fi.2016.02.011
中图分类号：S816.34 文献标识码：A 文章编号：1001-991X（2016）02-0051-04
Effects of ultra-filtration concentration on cell activity in Nitzschia closterium
Yu Jianhua, Zhou Wei, Wang Guodong, Ren Shaojie
Abstract：The effects of pressure and density on the cell activity in Nitzschia closterium were re⁃
searched in this experiment. The Nitzschia closterium were concentrated under different pressure of
0.10, 0.16 MPa and 0.20 MPa, different initial density of 1.0×106 cells/ml and 2.0×106 cells/ml to eval⁃
uate the effects of pressure and initial density on survival of the filtered microalgae which were culti⁃
vated again. The results showed that the cells were growing quickly when the pressures were 0.20 MPa
and 0.16 MPa. There were no significant differences in cell activity of the concentrated Nitzschia clos⁃
terium. The results suggested that the Nitzschia closteriubum which were concentrated in the reason⁃
able pressure would grow well.
Key words：ultra-filtration；Nitzschia closterium；pressure；activity
作者简介：于建华，硕士，研究方向为水产动物营养与
饲料。
通讯作者：周玮，教授。
收稿日期：2015-10-09
51
试 验 研 究 2016年第37卷第2期 总第503期
血球计数板（XB-K-25）。
小新月菱形藻由大连陆源海产科技园单胞藻饵
料培养室提供。
1.2 试验方法
1.2.1 小新月菱形藻浓缩方法
在不同的饵料培养池中培养小新月菱形藻，使其
密度分别达到 1.0×106 cells/ml和 2.0×106 cells/ml，藻
液体积为10 m3。试验时，将浓缩机进藻管口、出藻管
口放在饵料池中，将出水管口放入其它空水池中。采
用0.10、0.16、0.20 MPa进行浓缩，在浓缩过程中，每隔
2 h取样，用血球计数板在显微镜下测定浓缩藻密度。
1.2.2 藻类培养及密度测定方法
藻类培养采用 f/2培养基进行培养[1]。
藻细胞密度测定：取浓缩藻液样品，用 15%的福
尔马林溶液固定，血球计数板计数，每个样品设两个
平行，取平均值。将所取得的浓缩藻（未使用福尔马
林固定）稀释到1.0×106 cells/ml，接种在1 L三角烧瓶
中，接种体积 300 ml，每瓶加营养液 0.3 ml，设 3个平
行，摇瓶 4次/d，每天下午 14：00测定藻细胞繁殖密
度，取样2次，取平均值，试验进行13 d。未浓缩时（0 h）
藻细胞繁殖密度作为对照组。
1.2.3 K值计算
K =(lnNt - ln N0)/t。
式中：K——相对生长常数(表示生长效率)；
N0—— t时间开始时的细胞数目(×106 cells/ml)；
Nt—— t经过时间后的藻细胞数目(×106 cells/ml);
t——指数生长期所经历的时间（d）。
1.2.4 数据分析
采用SPSS11.5软件进行相关性检验，单因素方差
分析和Duncans法多重比较。以P<0.05表示差异显
著，P>0.05表示差异不显著。
2 结果
2.1 操作压力对小新月菱形藻繁殖的影响
2.1.1 起始密度为 1.0×106 cells/ml浓缩后藻细胞繁
殖情况
操作压力为0.10 MPa，不同浓缩时间小新月菱形
藻生长情况见图 1。由图 1可知，各时间组的生长曲
线与对照组（0 h）无明显差异，符合藻类一次性培养
繁殖规律。经过指数增长期，在第 6~7 d藻细胞密度
基本上都达到了最大值，各浓缩时间组与对照组藻细
胞密度差异不显著（P>0.05）。
操作压力为 0.16 MPa，不同浓缩时间小新月菱
形藻生长情况见图 2。由图 2可知，各时间组藻类的
繁殖情况与对照组（0 h）基本一致。浓缩 6 h和浓缩
8 h组在开始培养的第 1 d密度稍低于其它各组，出
现了延缓期，但是延缓期较短，经过指数增长期和相
对生长下降期后，细胞密度与其它各组无明显差
异。在第 6 d，藻类基本上达到了最大值 [(473.1±
9.3)×104 cells/ml]。浓缩 8 h组与其它各组在第 3 d时
存在差异，细胞密度为(170.2±2.4)×104 cells/ml，低于
对照组[(201.6±11.9)×104 cells/ml]。
细
胞
数
目
对
数
2 3 4 131
2.80
2.70
2.60
2.50
2.40
2.30
2.20
2.10
2.00
1.90
0 h
2 h
6 h
8 h
5 6 7 8 9 10 11 12
时间(d)
图1 0.10 MPa下浓缩时间对小新月菱形藻生长的影响
细
胞
数
目
对
数
2 3 4 131
2.80
2.70
2.60
2.50
2.40
2.30
2.20
2.10
2.00
1.90
0 h
2 h
6 h
8 h
5 6 7 8 9 10 11 12
时间(d)
图2 0.16 MPa下浓缩时间对小新月菱形藻生长的影响
操作压力0.20 MPa，不同浓缩时间小新月菱形藻
生长情况见图 3。由图 3可知，各时间浓缩组生长曲
线与对照组（0 h）存在着差异，这种变化在藻类进入
静止期前较为明显。藻类出现了不同程度的延缓期，
浓缩 8 h组延缓期较其它各组时间长，并且指数增长
期不明显。浓缩8 h时间组与对照组存在着显著差异
(P<0.05)，第7 d时细胞密度为(476.8±8.9)×104 cells/ml，
与对照组[(490.0±0.1)×104 cells/ml]相比差异不显著。
2.1.2 起始密度为 2.0×106 cells/ml浓缩后藻细胞繁
殖情况
52
SILIAO GONGYE2016年第37卷第2期 总第503期
操作压力0.10 MPa，浓缩时间对小新月菱形藻生
长的影响见图4。由图4可知，藻类在第1~2 d为延缓
期，第2~4 d为指数增长期，第4~6 d为相对生长下降
期，第 6~9 d为静止期，第 9~13 d为死亡期。各浓缩
时间组与对照组（0 h）生长曲线基本相似，0 h时间
组，延缓期较短，其它各组，特别是浓缩 8 h组，延缓
期较明显。藻类密度在第 6 d基本上达到最大值
[（485.7±3.0）×104 cells/ml]。
细
胞
数
目
对
数
2 3 4 131
2.80
2.70
2.60
2.50
2.40
2.30
2.20
2.10
2.00
1.90
0 h
2 h
6 h
8 h
5 6 7 8 9 10 11 12
时间(d)
图3 0.20 MPa下浓缩时间对小新月菱形藻生长的影响
细
胞
数
目
对
数
2 3 4 131
2.80
2.70
2.60
2.50
2.40
2.30
2.20
2.10
2.00
1.90
0 h
2 h
6 h
8 h
5 6 7 8 9 10 11 12
时间(d)
图4 0.10 MPa下浓缩时间对小新月菱形藻生长的影响
0.16 MPa条件下，不同浓缩时间小新月菱形藻生
长曲线见图 5。由图 5可知，生长曲线与 0.10 MPa相
似，浓缩组与对照组存在着一定的差异，开始培养的
第 1~2 d和第 8 d差异不显著（P>0.05）。第 7 d时，浓
缩8 h组的藻细胞密度低于对照组（0 h），在第8 d时，
差异不显著（P>0.05）。
0.20 MPa条件下，不同浓缩时间小新月菱形藻生
长情况见图6。由图6可知，各浓缩时间组与对照组其
生长曲线上存在着显著的差异。浓缩 6 h和浓缩 8 h
组在1~3 d为延缓期，3~6 d为指数增长期，6~8 d为相
对生长下降期，8~11 d为静止期，11~13 d为死亡期。
细
胞
数
目
对
数
2 3 4 131
2.80
2.70
2.60
2.50
2.40
2.30
2.20
2.10
2.00
1.90
0 h
2 h
6 h
8 h
5 6 7 8 9 10 11 12
时间(d)
图5 0.16 MPa下浓缩时间对小新月菱形藻生长的影响
细
胞
数
目
对
数
2 3 4 131
2.80
2.70
2.60
2.50
2.40
2.30
2.20
2.10
2.00
1.90
0 h
2 h
6 h
8 h
5 6 7 8 9 10 11 12
时间(d)
图6 0.20 MPa下浓缩时间对小新月菱形藻生长的影响
浓缩2 h组与对照组（0 h）无明显变化；在进入静
止期之前，浓缩6 h组和浓缩8 h组细胞密度低于对照
组，但是进入静止期后，细胞密度与对照组差别不大；
浓缩6 h组和浓缩8 h组生长曲线相似，但是浓缩8 h
组各生长阶段的藻细胞密度始终低于浓缩6 h组。浓
缩 8 h时间组显著低于其它各组（P<0.05）。浓缩 8 h
组最大密度为(426.0±4.5)×104 cells/ml，显著低于对照
组密度[(489.6±7.3)×104 cells/ml]（P<0.05）。
2.2 操作压力对小新月菱形藻指数生长期 K值的
影响
在不同压力下，小新月菱形藻指数生长期K值变
化见表1和表2。由表1可知，随着浓缩时间的延长，
K值逐渐变小；随着压力的增大，K值逐渐变小。
0.20 MPa条件下，浓缩6 h和浓缩8 h时间组K值明显
低于其它各组。
由表 2可知，随着浓缩时间的延长，K值逐渐
变小；随着压力的增大，K值逐渐变小。操作压力
0.16 MPa和0.20 MPa，浓缩组K值低于其它各组。
53
试 验 研 究 2016年第37卷第2期 总第503期
表1 小新月菱形藻在不同压力下各浓缩
时间组K值（1.0×106 cells/ml）
压力(MPa)
0.100.160.20
不同压力下各浓缩时间组K值0 h0.380.350.38
2 h0.340.350.35
6 h0.380.370.30
8 h0.370.350.24
表2 小新月菱形藻在不同压力下各浓缩
时间组K值（2.0×106 cells/ml）
压力(MPa)
0.100.160.20
不同压力下各浓缩时间组K值0 h0.430.360.36
2 h0.410.280.32
6 h0.370.310.31
8 h0.320.250.28
3 讨论
在一定的操作压力下，浓缩小新月菱形藻再培养
生长曲线与标准生长曲线相似（图1），说明藻液在经
过浓缩机浓缩之后，大部分藻细胞具有活性，能够繁
殖。起使密度为1.0×106 cells/ml时，压力对小新月菱
形藻的藻细胞活性影响较小。当压力增加到0.20 MPa
时，随着浓缩时间的延长，藻细胞再培养后出现了延
缓期（图3），但是延缓期后，藻类依然达到了与对照组
差异不显著的密度值。藻细胞是活细胞，在进行浓缩
过程中，细胞密度不断增大，藻细胞可能产生胞外产
物，互相抑制生长，因此再陪养时，藻细胞需要在新的
培养液中适应一段时间，因而出现延缓期。另外，藻
细胞在浓缩过程中，压力越大，浓缩时间越长，藻细胞
在超滤膜上堆积的越厚，部分藻细胞由于挤压作用，
产生一定的损伤，因此在 0.20 MPa时，浓缩 8 h组出
现了延缓期。但由于小新月菱形藻细胞外具有硅质
的细胞壁[1]，这层硅质的细胞壁对藻细胞起到了一定
的保护作用，因此经过了短暂的延缓期之后，藻细胞
密度仍然达到了很高的值。
藻液起始密度为2.0×106 cells/ml时，随着压力的
增大，各个时间组的藻细胞再培养时密度有一定的差
异。当压力为0.16 MPa时，各时间组的藻细胞密度在
静止期之前有一定的变化，指数生长期生长速度不
同，但经过延缓期和指数生长期后，细胞密度与对照
组差异不显著(见图 5)。操作压力为 0.20 MPa时，浓
缩6 h和8 h时间组延缓期较长，到达最大密度时的时
间为 9 d，高于对照组（7 d），且最大细胞密度值低于
对照组，说明藻细胞在 0.20 MPa压力条件下，超滤膜
对藻细胞产生了影响。藻液在浓缩过程中，堆积在超
滤膜上的藻细胞不断增加，如果超滤时间短，操作压
力低，则堆积速度较慢；相反，操作压力大，超滤时间
长，藻细胞在超滤膜上堆积速度加快，并压实，致使部
分藻细胞因机械损伤而死亡。因此，藻细胞在 8 h浓
缩组再培养时，延缓期增加，由于部分藻细胞死亡，因
此，藻细胞繁殖速度较低。另外，起始密度较高时，如
果采用较高的压力，浓缩时间太长，小新月菱形藻在
浓缩过程中不断在超滤膜表面压实，浓差极化现象明
显，有可能使超滤膜受到破坏。宫庆礼等[6]研究表明，
适宜压力条件下，浓缩后小球藻的总脂和脂肪酸的组
分及含量的化学成分损失很小。于淑娟等 [10]研究表
明，在临界范围内的操作压力可以减少糖分损失。梁
茂雨等[11]、纵伟等[12]指出，适合的操作压力对保证黄金
梨干酒、黄瓜汁的品质是很重要的。本试验结果表
明，合适的操作压力对藻细胞活性影响较小。
4 结论
利用单胞藻饵料浓缩机对小新月菱形藻进行浓
缩时，起始密度低，可以采用0.20 MPa进行浓缩；起始
密度高，如果采用 0.20 MPa进行浓缩，只有采用短时
间（低于6 h）浓缩才能不破坏细胞活性，但是，浓缩时
间短，藻细胞浓缩密度低，达不到生产要求，因此高密
度浓缩时，采用0.16 MPa进行浓缩效果最佳。
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（编辑：刘占，laramie_liu@139.com）
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