全 文 ：收稿日期:2013 － 10 － 10;修稿日期:2013 － 11 － 08
基金项目:国家海洋公益性项目(201305022) ;浙江省近岸水域生物资源开发与保护重点实验室开发基金项目(J2010010)
作者简介:郭婷婷，硕士研究生，研究方向:海洋微藻的絮凝沉降，E-mail:1208257100@ qq． com;
通讯作者:娄永江，硕士，副教授，研究方向:水产品加工，E-mail:louyongjiang@ nbu． edu． cn。
doi∶10． 3969 / j. issn. 2095 － 1736． 2014. 02. 090
6 种无机絮凝剂对布朗葡萄藻的絮凝效应
郭婷婷，娄永江
(宁波大学 海洋学院，浙江 宁波 315211)
摘 要:探讨了 6 种无机絮凝剂对布朗葡萄藻的絮凝效应。采用光密度法测定布朗葡萄藻的生物量，分别研究了硫
酸铝、硫酸铝铵、硫酸铝钾、硫酸镁、硫酸铁、氯化铁对布朗葡萄藻的絮凝效应。结果表明，光密度法可应用于布朗葡
萄藻生物量的测定，可间接测定絮凝效应，且最佳测定波长为 680 nm;6 种无机絮凝剂的絮凝时间为 60 min，同时 6
种无机试剂对布朗葡萄藻均有明显的絮凝效应，硫酸铝、硫酸铝钾、氯化铁对布朗葡萄藻的絮凝效应较硫酸铝铵、硫
酸镁、硫酸铁明显(P ＜ 0. 05)。硫酸铝浓度控制在 1. 1 g /L，硫酸铝钾浓度控制在 0. 45 g /L以内，氯化铁浓度控制在
0. 9 g /L。
关键词:布朗葡萄藻;光密度法;絮凝效应
中图分类号:Q949． 93 文献标识码:B 文章编号:2095 － 1736(2014)02 － 0090 － 04
Ｒesearch of flocculent effects of inorganic reagents on Botryococcus braunii
GUO Ting-ting，LOU Yong-jiang
(Marine Institute，Ningbo University，Ningbo 315211，China)
Abstract:In the paper，flocculent effects of six kinds of inorganic reagents on Botryococcus braunii． Optical density adopted to determine
the biomass of Botryococcus braunii was explored． Effects of aluminum sulfate，ammonium aluminum sulfate，aluminum potassium sulfate，
magnesium sulfate，ferric sulfate and ferric chloride on Botryococcus braunii were studied． The results showed that the optical density was
feasible to determine the biomass of Botryococcus braunii，and optimum wavelength for assay was 680 nm． Flocculent effects of Botryococ-
cus braunii treated with six kinds of inorganic reagents were obviously． The flocculent effects of aluminum sulfate，aluminum potassium
sulfate，ferric chloride on Botryococcus braunii were more obvious than those of ammonium aluminum sulfate，magnesium sulfate，ferric
sulfate(P ＜0. 05)． The control concentration of aluminum sulfate was 1. 1 g /L，the control concentration of aluminum potassium sulfate
was 0. 45 g /L，and the control concentration of ferric chloride was 0. 9 g /L．
Keywords:Botryococcus braunii;optical density;flocculent effects
布朗葡萄藻(Botryococcus braunii，俗称油藻) ，是一
种适应性较强的单细胞绿色微藻，大小在 30 ～ 500 μm
左右［1，2］。布朗葡萄藻富含胞外多糖、维生素和多不饱
和脂肪酸等物质，有较强的产烃能力，其产烃量最高可
达细胞干重的 86%，远远高于其它微生物的产烃量
(几乎都低于 1%) ，在食品生产和水产养殖中应用较
为广泛，是近年在保健食品生产及鱼、虾育苗等领域应
用较佳的经济藻类［3 － 7］。布朗葡萄藻作为二十碳五烯
酸(EPA)、二十二碳六烯酸(DHA)等高度不饱和脂肪
酸和可再生、无毒的生物质液体燃料的新来源日益受
到国内外科研工作者的重视［8，9］。目前由于布朗葡萄
藻采收困难，导致其生物质采收费用要远大于其养殖
的费用［7，10］，已严重阻碍布朗葡萄藻产业的发展，因此
研究布朗葡萄藻的沉降及采收具有较大的价值。无机
絮凝剂絮凝沉降法具有高效、易控制、廉价等优点，在
微藻的采收上应用广泛。林喆、黄振英［7，10］等研究表
明通过无机絮凝剂可以在保持藻体的活性下使藻类沉
淀，从而达到浓缩的效果，便于采收。而关于无机絮凝
剂对布朗葡萄藻的絮凝效应的研究未见报道。为此，
本文采用单因子试验方法，研究了不同浓度的硫酸铝、
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硫酸铝铵、硫酸铝钾、硫酸镁、硫酸铁、氯化铁对布朗葡
萄藻絮凝效果的影响，旨在确定其絮凝最佳无机絮凝
剂及浓度，以期为布朗葡萄藻的采收提供理论依据和
科学指导。
1 材料与方法
1. 1 材料
试验用布朗葡萄藻由宁波大学生物饵料培养实验
室提供。用于微藻培养的海水均经脱脂棉过滤、煮沸
消毒，采用 MAV［11］培养液。培养条件:温度(25 ±
1)℃，自然光照，不充气培养 15 ～ 30 d。
1. 2 方法
1. 2. 1 布朗葡萄藻测定波长确定
采用光谱扫描法［12，13］。选取同一批不同细胞密
度的藻液，以 MAV培养液作为空白对照，在 620 ～ 700
nm间每隔 5 nm进行光谱扫描，绘制吸收曲线，选择吸
光值较高且平稳的波长为其测定波长。
1. 2. 2 布朗葡萄藻细胞密度标准曲线绘制
采用光密度法［12，13］，以细胞密度表征布朗葡萄藻
的生物量。配制不同细胞密度的布朗葡萄藻藻液，采
用血球计数板法［14］测定布朗葡萄藻藻液的细胞密度。
最佳测定波长下测定不同细胞密度藻液的吸光值，绘
制吸光值与细胞密度的标准曲线。
1. 2. 3 无机试剂絮凝效应测定
以沉降高度和沉降率表征絮凝效应，设不同浓度
的硫酸铝、硫酸铝铵、硫酸铝钾、硫酸镁、氯化铁和硫酸
铁溶液。藻液 pH值为 8 的条件下，将 6 种无机絮凝剂
分别添加到 75 mL(容器半径为 1. 3 cm，最高高度为
14. 4 cm)布朗葡萄藻藻液中进行絮凝试验。藻液初始
细胞密度为 ρ0(万个 /mL) ，初始藻液高度 h0(cm)。在
10、25、40、60、120 min 时测量沉降后下层藻液高度 h1
(cm) ，计算沉降高度 h沉降(cm) ;在 40、60、120 min时记
录上清藻液 OD680，根据 1. 2. 2 所绘标准曲线计算上清
藻液细胞密度 ρ1 (万个 /mL) ，计算其沉降率 P沉降
(%) ;沉降高度和沉降率计算公式如下:
h沉降 = h0 － h1 (1)
P沉降 =(ρ0 － ρ1)/ρ0 × 100 (2)
2 结果与讨论
2. 1 布朗葡萄藻测定波长确定
图 1 为不同细胞密度布朗葡萄藻藻液的光谱扫描
结果。在试验设定的不同波长中，所测得的不同细胞
密度的藻液均在 680 nm ± 5 nm 处存在相对较大且平
稳吸收峰，与黄美玲［12］等报告的小球藻及沈萍萍［13］等
报告的 15 种微藻的最佳测定波长相同，最佳测定波长
与其色素种类组成及含量有关，说明布朗葡萄藻与大
部分微藻含有相似的色素。为此，以 OD680表征布朗葡
萄藻的吸光值。
图 1 不同细胞密度布朗葡萄藻光谱扫描图
Fig 1 The light spectra of different cell density of Botryococcus braunii
2． 2 680 nm条件下吸光值与细胞密度之间的关系
同一批不同细胞密度的布朗葡萄藻藻液，血球计
数板计数法(n = 5)测定细胞密度，采用光密度法，绘
制吸光值与藻细胞密度之间的吸收曲线。图 2 表明，
在 680 nm的波长下，吸光值与细胞密度线性相关度达
Ｒ2 = 0. 9918，可用 OD680表征布朗葡萄藻的细胞密度。
图 2 680 nm波长下藻液吸光值与细胞密度标准曲线
Fig 2 The standard curve of absorbance and cell density of
Botryococcus braunii under 680 nm
2. 3 无机絮凝剂絮凝效应
2. 3. 1 絮凝效应的表征及絮凝时间
实验发现，沉降高度反映沉降后布朗葡萄藻藻液
含水量，即富集度，沉降高度越高，富集度越好;沉降率
反应沉降后布朗葡萄藻的得率，沉降率越高，得率越
高;因此以沉降高度和沉降率综合表征絮凝效应。同
时布朗葡萄藻经 6 种无机絮凝剂絮凝处理，60 min 后
沉降高度和沉降率趋于稳定，以 60 min 絮凝处理后的
沉降高度、沉降率表征 6 种无机试剂对布朗葡萄藻的
絮凝效应。
2. 3. 2 铝(Ⅲ)盐絮凝效应
从图 3(a)中可以看出，随着硫酸铝添加量的增
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加，沉降高度呈现上升趋势，但在 60 min 后并无显著
差异(P ＞ 0. 05)。藻液在絮凝 60 min 后，不同浓度的
硫酸铝的沉降高度在 11. 88 ～ 12. 24 cm 之间(P ＞
0. 05) ;从图 3(b)中可以看出，硫酸铝对藻液的沉降率
在絮凝 60 min后趋于稳定，不同浓度的硫酸铝对藻液
的沉降率有显著差异(P ＜ 0. 05) ，当添加量为 1. 1 g /L
时出现最大值为 91. 2%。
从图 4(a)絮凝结果可以看出，硫酸铝铵的添加量
在 0. 5 ～ 0. 7 g /L 时，不同浓度的硫酸铝铵对沉降高度
的影响并不显著(P ＞ 0. 05)。沉降 60 min 藻液稳定
后，硫酸铝铵的添加量为 1. 1 g /L 时，沉降高度出现最
大值为 12. 42 cm。但是，当硫酸铝铵浓度大于 0. 7 g /L
时，藻体部分死亡变白，硫酸铝铵浓度大于 1. 2 g /L
时，藻体全部死亡。因此硫酸铝铵的最适添加量应为
0. 5 g /L，絮凝 60 min后沉降高度为 12. 06 cm，沉降率
为 83. 2%(图 4b)。
不同浓度的硫酸铝钾对藻液的沉降高度及沉降率
有显著差异(P ＜ 0. 05) ，藻液的沉降高度和沉降率随
硫酸铝钾浓度的增加呈现上升趋势(图 5)。从图中可
以看出，沉降 60 min后，沉降高度与沉降率趋于稳定，
此时藻液的沉降高度最大为 12. 06 cm(图 5a) ，沉降率
为 93. 5%(图 5b)。硫酸铝钾浓度大于 0. 5 g /L 时，藻
体部分死亡变白，因此硫酸铝钾的添加量应小于 0. 5
g /L。在添加量为 0. 45 g /L，沉降 60 min 后，藻液的沉
降高度为 10. 08 cm，沉降率为 93. 5%。
3 种铝(Ⅲ)盐对布朗葡萄藻的絮凝效应不同，是
由于在 pH值为 8 条件下 3 种盐中的铝离子强度的不
同，离子强度越强，铝离子对细胞壁上多糖的络合力就
越强，吸附效率越高，絮凝效应越好［15，16］;高浓度硫酸
铝铵对布朗葡萄藻之所以有致死作用，主要是铵离子
对藻体有胁迫作用，抑制丛粒藻烯的合成，后期造成不
可逆的毒害作用［17］;而硫酸铝钾其本身有一定毒性，
需在食品和藻类中慎加，对布朗葡萄藻藻体的细胞壁
有不可逆的毒害作用，易造成藻体死亡。
图 3 不同浓度硫酸铝对布朗葡萄藻的絮凝效应
Fig 3 The flocculent effects of aluminum sulfate under
different concentrations of Botryococcus braunii
图 4 不同浓度硫酸铝铵对布朗葡萄藻的絮凝效应
Fig 4 The flocculent effects of ammonium aluminum sulfate under
the different concentration on Botryococcus braunii
图 5 不同浓度硫酸铝钾对布朗葡萄藻的絮凝效应
Fig 5 The flocculent effects of aluminum potassium sulfate under
different concentrations on Botryococcus braunii
2. 3. 3 镁(Ⅱ)盐絮凝效应
从图 6(a)中可以得出，随着硫酸镁添加量的增
加，藻液沉降高度呈显著的上升趋势(P ＜ 0. 05) ，在絮
凝时间高于 60 min后，沉降高度趋于稳定。对于沉降
率(图 6b) ，有相同的趋势。但是，硫酸镁浓度≥1. 0 g /
L时，藻体部分死亡变白，硫酸镁浓度≥1. 3 g /L 时，藻
体全部死亡。因此，硫酸镁对藻液絮凝作用的最适添
加量为 0. 8 ～ 0. 9 g /L，沉降高度和沉降率分别为 10. 80
cm和 81. 0%。
高浓度的硫酸镁溶液之所以对布朗葡萄藻有致死
作用，主要是因为镁离子对布朗葡萄藻有胁迫作
用［18］，易引起布朗葡萄藻死亡变白。
图 6 不同浓度硫酸镁对布朗葡萄藻的絮凝效应
Fig 6 The flocculent effects of magnesium sulfate under
different concentrations on Botryococcus braunii
2. 3. 4 铁(Ⅲ)盐絮凝效应
以硫酸铁为絮凝剂对布朗葡萄藻的絮凝作用见图
7。从图 7(a)中可以看出，随着添加量的增大，藻液的
沉降高度呈显著变化(P ＜ 0. 05)。60 min 后，硫酸铁
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的添加量为 1. 2 g /L 时，有最高的沉降高度为 10. 8
cm，此时藻液的沉降率为 47. 9%(图 7b) ;对于藻液的
沉降率，在整个絮凝过程中随硫酸铁的添加量的增加
呈显著的上升趋势(P ＜ 0. 05) ，硫酸铁的添加量为 1. 4
g /L时，其最大值为 65%(图 7b)。
图 8 为不同浓度的氯化铁对布朗葡萄藻絮凝效应
的影响。藻液的沉降高度随絮凝时间增加显著的上升
(P ＜ 0. 05) ，在 60 min 后趋于稳定(图 8a) ;在絮凝剂
的添加量高于 0. 7 g /L 后，絮凝高度有明显的上升过
程;从氯化铁对其絮凝结果中可以看出(图 8b) ，絮凝
剂的浓度对沉降率并无显著作用(P ＞ 0. 05) ，并且在
絮凝 60 min后趋于稳定。添加量为 0. 9 g /L 时，藻液
的沉降高度和沉降率达到最大值，分别为 10. 62 cm、
88. 0%。
两种铁(Ⅲ)对布朗葡萄藻絮凝效应的差异，主要
是因为在碱性条件下两种铁盐的离子强度:氯化铁 ＞
硫酸铁，氯化铁更易与藻体形成絮凝而沉降［15，16］。
图 7 不同浓度硫酸铁对布朗葡萄藻的絮凝效应
Fig 7 The flocculent effects of ferric sulfate under
different concentrations on Botryococcus braunii
图 8 不同浓度氯化铁对布朗葡萄藻的絮凝效应
Fig 8 The flocculent effects of ferric chloride under
different concentrations on Botryococcus braunii
3 结论
本研究采用光密度法测定布朗葡萄藻的生物量，
确定了布朗葡萄藻的最佳测定波长为 680 nm，得出了
OD680与藻液细胞密度的相关性标准曲线，说明光密度
测定生物量的可行性，以此间接测定布朗葡萄藻的絮
凝效应。
根据絮凝单因素试验，发现 6 种无机试剂对布朗
葡萄藻均有明显的絮凝效应，但硫酸铝铵、硫酸铝钾、
硫酸镁超过一定添加量会造成藻体死亡;同时发现硫
酸铝、硫酸铝钾、氯化铁 3 种无机试剂的絮凝效果较其
它 3 种无机试剂明显;根据试验得出:絮凝时间控制在
60 min;硫酸铝浓度控制在 1. 1 g /L，沉降高度为 12. 24
cm，沉降率为 91. 2%;硫酸铝钾浓度控制在 0. 45 g /L
以内，沉降高度为 10. 08 cm，沉降率为 93. 5%;氯化铁
浓度控制在 0. 9 g /L，沉降高度为 10. 62 cm，沉降率为
88. 0%。
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