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接种密度对产油微绿球藻和三角褐指藻生长及油脂性能的影响



全 文 :收稿日期:2012-09-25 修回日期:2012-12-02
基金项目:国家“863”高技术研发计划项目(2009AA064401) ;国家海洋局课题(SHME2011SW02) ;上海市农委科技攻关项目(05-254)
作者简介:温文(1988—) ,女,硕士研究生,主要从事海洋微藻研究。E-mail:arwen881005@ hotmail. com
通讯作者:黄旭雄(1971—) ,男,副教授,博士,主要从事水产养殖动物营养与饵料、微藻能源研究。E-mail:xxhuang@ shou. edu. cn
接种密度对产油微绿球藻和三角褐指藻
生长及油脂性能的影响
温 文,黄旭雄,乔 玮
(上海海洋大学水产与生命学院,上海 201306)
摘要:微藻生物柴油是新能源开发的热点之一。为了提高微藻作为生物柴油原料的性能,研究了接种密度对
两种产油微藻( 微绿球藻 Nannochloropsis oculata和三角褐指藻 Phaeodactylum tricornutum) 生长性能及细胞油
脂特性的影响。结果表明,两种微藻细胞采收密度或采收生物量与接种密度正相关,而细胞增殖效率与接种
密度负相关( P < 0. 05) 。微绿球藻和三角褐指藻细胞油脂含量随接种密度升高而降低,微绿球藻和三角褐
指藻分别在接种密度为 6. 0 × 106 cell /mL和 3. 0 × 106 cell /mL时,其细胞内中性脂比例最高。微绿球藻、三
角褐指藻的饱和脂肪酸( SFA) 和单不饱和脂肪酸( MUFA) 比例随着接种密度的提高先升高后显著下降( P <
0. 05) 。从生产生物柴油的效率及其品质等因素综合考虑,室验条件下,培养微绿球藻适宜接种密度为6. 0 ×
106 cell /mL;三角褐指藻适宜接种密度为 2. 0 × 106 cell /mL。
关键词:微绿球藻;三角褐指藻; 生物柴油;接种密度; 生长;油脂;脂肪酸
doi: 10. 3969 / j. issn. 1007-9580. 2012. 06. 006
中图分类号:S963. 21 + 3; TK63 文献标识码:A 文章编号:1007-9580( 2012) 06-026-08
微藻作为一种单细胞的自养微生物,能够将
光能、水和二氧化碳转化为生物质,并且具有光合
效率高、生长周期短、生物量高、油脂含量高以及
环境友好等优点,被认为是生产生物柴油的最佳
选择之一[1-2]。然而,微藻生物柴油至今尚未实
现商业化生产的根本原因在于其昂贵的生产成
本,微藻生物量及其油脂含量是影响微藻生物柴
油成本的关键因素[3],因此,提高培养微藻的细
胞密度及细胞油脂含量是降低微藻生物柴油生产
成本的有效对策。同时,微藻油脂中中性脂及脂
肪酸的比例也是影响微藻生物柴油生产性能的重
要参数,中性脂比例降低对生物柴油的产率有负
面影响;多不饱和脂肪酸比例过高降低生物柴油
的燃料性能如烷基值(CN)等[4-5]。因此,微藻高
密度培养及微藻油脂性能的调控是微藻生物柴油
开发的关键技术。
微绿球藻(Nannochloropsis oculata)和三角褐
指藻(Phaeodactylum tricornutum)是国内外常用的
饵料微藻,因其生长快、油脂含量相对较高,也是
当前微藻生物柴油生产的重要备选藻种[6]。研
究表明,改变培养条件可以调控微藻的增殖及藻
细胞的生化组成[7]。温度、盐度、光照、充气及营
养盐等对微藻生长及油脂特性的影响已有较多报
道[8-10]。接种密度是影响微藻生产性培养时增殖
速率和采收生物量的重要因素[11-13]。有关接种
密度对微绿球藻及三角褐指藻细胞油脂特性影响
的研究,尚未见公开报道。本文研究了不同接种
密度下微绿球藻和三角褐指藻的生长性能及藻细
胞油脂特性,以期为优化这两种微藻用于生物柴
油生产时的培养工艺提供参数。
1 材料与方法
1. 1 藻种来源和实验设计
实验用微绿球藻、三角褐指藻藻种由上海海
洋大学生物饵料保种室提供。采用单因子实验方
法,将处在指数生长期的两种微藻藻种按试验设
计密度分别接种至 3 000 mL烧瓶中,于光照培养
62 《渔业现代化》2012 年第 39 卷第 6 期
箱内连续充气培养,每个接种密度设 3 个平行组。
微绿球藻和三角褐指藻的初始接种密度(× 106
cell /mL) :微绿球藻,处理 1 至处理 6 分别为 3. 0、
6. 0、9. 0、12. 0、15. 0;三角褐指藻,1. 0、2. 0、3. 0、
4. 0、5. 0。
1. 2 培养方法和条件
培养液均采用 F /2 培养液配方[14],连续充过
滤除菌的空气培养,培养过程中不添加二氧化碳。
设定微绿球藻培养温度 25 ℃,光照强度 70 μmol /
(m2·s) ,盐度 25,pH 7. 5 ~ 8. 5,光周期 L∶D =
24∶0;三角褐指藻培养温度 15 ℃,光照强度 40 μmol /
(m2·s) ,盐度 25,pH 7. 5 ~ 8. 5,光周期 L∶D =
24∶0。当培养第 8 天微藻进入相对生长下降期后
结束培养。
1. 3 微藻生长性能的测定
自接种后每天上午定时取样,用血球计数板
测定藻细胞密度。培养第 8 天计算藻细胞生长繁
殖效率:μ =(lnNt - lnN0)/T
[15]。式中:μ—某种
微藻细胞的增值效率;Nt—培养 T 天后藻细胞密
度,106 cell /mL;N0—藻细胞接种密度,10
6 cell /
mL;T—培养时间,d。同时,培养第 8 天测定微藻
采收生物量,g DW /L。
1. 4 藻细胞采收和油脂分析
培养结束后采用低温离心法收集藻细胞,并
用蒸馏水反复洗涤 2 次。藻泥经 - 46 ℃冷冻干
燥后待测。采用氯仿—甲醇(体积比 2 ∶ 1)法[16]
测定微藻油脂含量。提取的油脂经液—液萃取分
离法[17]分离极性脂和中性脂,并计算中性脂和极
性脂的比例(占油脂百分比)。脂肪酸的测定采
用气相色谱法[18]。样品经氯仿—甲醇浸提所获
得的油脂用苯—石油醚(1 ∶ 1)溶液和 0. 5 mol /L
NaOH—甲醇溶液进行水解和甲酯化,获取的脂肪
酸甲脂于 HP6890A 气相色谱仪上分析。以脂肪
酸标准品(Sigma 产品)为参照,通过归一化法计
算各脂肪酸的百分含量。样品平行测定 3 次。
1. 5 数据统计与分析
测定结果以平均值 ±标准差(珋x ± s)表示。脂
肪酸百分含量的数值经 asin(sqrt(x) )作方差齐
性转换后再进行分析。所有数据均使用 SPSS11.
0 软件进行单因子方差分析,并用 Duncan’s 检验
进行多重比较,P < 0. 05 即认为有显著性差异。
2 结果
2. 1 接种密度对两种微藻生长性能的影响
随着初始接种密度的升高,微绿球藻和三角
褐指藻的采收密度也随之提高(图 1)。微绿球藻
在接种密度为 15. 0 × 106 cell /mL 时,采收密度最
高,达 62. 5 × 106 cell /mL(图 1-A) ;三角褐指藻接
种密度为 5. 0 × 106 cell /mL时,采收密度最高,为
13. 1 × 106 cell /mL(图 1-B)。两种微藻采收时的
生物量(g DW/L)与接种密度正相关,而生长繁
殖效率则与接种密度负相关(表 1)。
处理 1、2、3、4、5 接种密度分别为
3. 0、6. 0、9. 0、12. 0、15. 0(× 106 cell /mL)
A 微绿球藻
处理 1、2、3、4、5 接种密度分别为
1. 0、2. 0、3. 0、4. 0、5. 0(× 106 cell /mL)
B 三角褐指藻
图 1 不同接种密度下微绿球藻和三角褐指藻的生长曲线
Fig. 1 The growth curves on N. oculata and P. tricornutum at different inoculation densities
72《渔业现代化》2012 年第 39 卷第 6 期
表 1 不同接种密度下两种微藻的采收生物量及生长繁殖效率
Tab. 1 Final biomass and growth rates of two microalgae at different inoculation densities
处理 1 处理 2 处理 3 处理 4 处理 5
微绿球藻 采收生物量 /(g DW/L) 0. 38 ± 0. 02d 0. 56 ± 0. 05c 0. 63 ± 0. 04b 0. 63 ± 0. 01b 0. 77 ± 0. 04a
生长繁殖效率 μ 0. 36 ± 0. 01a 0. 32 ± 0. 01b 0. 29 ± 0. 00c 0. 22 ± 0. 01d 0. 20 ± 0. 00e
三角褐指藻 采收生物量 /(g DW/L) 0. 22 ± 0. 00c 0. 32 ± 0. 01b 0. 33 ± 0. 35b 0. 35 ± 0. 04b 0. 39 ± 0. 01a
生长繁殖效率 μ 0. 26 ± 0. 01a 0. 23 ± 0. 01b 0. 19 ± 0. 02c 0. 15 ± 0. 02d 0. 13 ± 0. 00d
注:表中同一行数据上标不同小写字母表示差异性显著(P < 0. 05)。
将两种微藻的采收生物量和藻细胞生长繁殖
效率分别对初始接种密度进行线性回归(图 2) ,
综合考虑采收生物量和细胞生长繁殖效率,根据
回归线的交点可得,在本实验条件下,培养微绿球
藻和三角褐指藻获得适宜生长性能的接种密度分
别为 7. 5 × 106 cell /mL和 2. 3 × 106 cell /mL。
A 微绿球藻 B 三角褐指藻
图 2 不同接种密度下两种微藻采收生物量和细胞生长繁殖效率的回归曲线
Fig. 2 The regression curves on yield biomass and growth rate of two microalgae at different inoculation densities
2. 2 接种密度对两种微藻油脂含量及其组成的
影响
微绿球藻和三角褐指藻细胞的油脂含量(占
细胞干重)随着接种密度的提高逐步下降(图 3)。
实验条件下微绿球藻和三角褐指藻的最高油脂含
量分别为 19. 70%和 16. 48%。
注:图中同一种微藻不同小写字母表示差异性显著(P < 0. 05)。
A 微绿球藻 B 三角褐指藻
图 3 不同接种密度下微绿球藻和三角褐指藻细胞的油脂含量(占干重%)
Fig. 3 Total lipid contents (% in dry mass)of N. oculata and P. tricornutum at different inoculation densities
两种微藻细胞的油脂组成均以极性脂为主
(图 4) ,微绿球藻和三角褐指藻分别在接种密度
为 6. 0 × 106 cell /mL和 3. 0 × 106 cell /mL时,最有
利于其细胞中性脂的积累,其中性脂占油脂比例
分别可达 47. 05%和 50. 69%。
82 《渔业现代化》2012 年第 39 卷第 6 期
注:图中同一种微藻不同小写字母表示差异性显著(P < 0. 05)。
A 微绿球藻 B 三角褐指藻
图 4 接种密度对微绿球藻和三角褐指藻细胞油脂组成的影响(占油脂质量%)
Fig. 4 Effect of inoculation density on lipid classes (% in total lipid)of N. oculata and P. tricornutum
2. 3 接种密度对两种微藻脂肪酸组成的影响
微绿球藻细胞中饱和脂肪酸(SFA)含量最
高,主要的 SFA 为 16:0(21. 21% ~ 30. 23%)和
14:0(5. 60% ~ 9. 36%) ;主要单不饱和脂肪酸
(MUFA)为 16:1n-7(22. 58% ~27. 21%) ;多不饱
和脂肪酸(PUFA)中,20:5n-3(EPA)含量最高,占
9. 45% ~ 18. 13%;其次是 18:3n-3,为 6. 81% ~
13. 30%。实验条件下,SFA和 MUFA含量在接种
密度为 6. 0 × 106 cell /mL 时有最大值,分别占总
脂肪酸的 44. 61%和 30. 46%(表 2)。
表 2 不同接种密度下微绿球藻的主要脂肪酸组成
Tab. 2 Major fatty acid profiles of N. oculata at different inoculation densities 珋x ± s,n = 3
脂肪酸
微绿球藻接种密度 /(cell /mL)
3. 0 × 106 6. 0 × 106 9. 0 × 106 12. 0 × 106 15. 0 × 106
14:0 9. 23 ± 0. 12a 9. 36 ± 0. 08a 7. 29 ± 0. 32b 6. 35 ± 0. 07c 5. 60 ± 0. 23d
14:2 3. 82 ± 0. 08b 4. 18 ± 0. 09a 2. 25 ± 0. 20d 2. 16 ± 0. 06d 2. 70 ± 0. 14c
16:0 23. 55 ± 0. 21b 30. 23 ± 0. 46a 30. 03 ± 0. 54a 24. 57 ± 0. 20b 21. 21 ± 0. 95c
16:1n-7 25. 93 ± 0. 14b 27. 21 ± 0. 42a 23. 47 ± 0. 31c 25. 11 ± 0. 14b 22. 58 ± 0. 47d
18:1n-9 1. 06 ± 0. 01d 1. 80 ± 0. 00b 2. 36 ± 0. 00a 1. 21 ± 0. 00c 1. 21 ± 0. 02c
18:2n-6 3. 88 ± 0. 05a 2. 78 ± 0. 01d 2. 57 ± 0. 01e 3. 26 ± 0. 01b 3. 03 ± 0. 03c
18:3n-3 8. 89 ± 0. 10b 6. 81 ± 0. 09c 10. 18 ± 0. 78b 13. 30 ± 0. 31a 11. 91 ± 1. 03a
21:0 4. 80 ± 0. 15c 3. 14 ± 0. 06e 4. 25 ± 0. 12d 5. 31 ± 0. 04b 6. 94 ± 0. 05a
EPA 12. 90 ± 0. 39b 9. 45 ± 0. 35d 11. 40 ± 0. 30c 13. 08 ± 0. 10b 18. 13 ± 0. 22a
SFA 39. 25 ± 0. 16b 44. 61 ± 0. 17a 43. 39 ± 0. 78a 37. 55 ± 0. 22c 35. 12 ± 1. 13d
MUFA 28. 33 ± 0. 06b 30. 46 ± 0. 41a 27. 19 ± 0. 29c 27. 78 ± 0. 16c 25. 26 ± 0. 58d
PUFA 32. 41 ± 0. 23b 24. 93 ± 0. 57d 29. 41 ± 1. 08c 34. 67 ± 0. 38b 39. 62 ± 1. 70a
注:SFA包括 12:0,13:0,14:0,15:0,16:0,18:0 和 21:0;MUFA包括 14:1,16:1n-7,16:1n-5,17:1,18:1n-9,18:1n-7,
20:1 和 22:1;PUFA包括 14:2,16:2n-6,16:2n-3,16:3n-6,17:2,18:2n-6,18:3n-3 和 20:5n-3(EPA)。
表中同一行数据上标不同小写字母表示差异性显著(P < 0. 05)。
三角褐指藻的脂肪酸组成中,MUFA 含量超
过 50%,主要 MUFA 为 16:1n-7 (20. 88% ~
30. 52%)和 14:1(7. 07% ~ 17. 02%) ;主要 SFA
为 16:0(8. 80% ~ 11. 88%)和 14:0(2. 59% ~
4. 11%) ;PUFA 中 18:5n-3 比例最高,占 9. 06%
~11. 39%。在接种密度为 2. 0 × 106 cell /mL 时,
三角褐指藻的 SFA和 MUFA含量之和达到最大,
PUFA含量最小(表 3)。
92《渔业现代化》2012 年第 39 卷第 6 期
表 3 不同接种密度下三角褐指藻的主要脂肪酸组成
Tab. 3 Major fatty acid profiles of P. tricornutum at different inoculation densities 珋x ± s,n = 3
脂肪酸
三角褐指藻接种密度 /(cell /mL)
1. 0 × 106 2. 0 × 106 3. 0 × 106 4. 0 × 106 5. 0 × 106
14:0 3. 30 ± 0. 03c 4. 11 ± 0. 22a 3. 65 ± 0. 18b 2. 59 ± 0. 03d 3. 13 ± 0. 10c
14:1 15. 72 ± 0. 18a 7. 07 ± 0. 69c 7. 03 ± 0. 56c 17. 02 ± 0. 31a 10. 50 ± 0. 70b
16:0 8. 80 ± 0. 01d 11. 88 ± 0. 03a 11. 74 ± 0. 10a 10. 00 ± 0. 06b 9. 82 ± 0. 02c
16:1n-7 20. 88 ± 0. 03d 29. 69 ± 0. 28b 30. 52 ± 0. 18a 23. 79 ± 0. 22c 24. 33 ± 0. 37c
16:2n-6 4. 97 ± 0. 01c 5. 06 ± 0. 10c 5. 06 ± 0. 02c 5. 31 ± 0. 01b 6. 28 ± 0. 03a
16:2n-3 4. 86 ± 0. 03a 2. 49 ± 0. 09c 2. 29 ± 0. 07d 4. 96 ± 0. 00a 3. 72 ± 0. 03b
17:1 15. 92 ± 0. 01a 12. 99 ± 0. 10b 11. 96 ± 0. 06d 9. 99 ± 0. 00e 12. 62 ± 0. 16c
18:5n-3 9. 06 ± 0. 14b 9. 68 ± 1. 24ab 10. 49 ± 0. 46ab 10. 07 ± 0. 43ab 11. 39 ± 0. 66a
EPA 3. 27 ± 0. 10a 2. 20 ± 0. 32b 1. 88 ± 0. 06bc 1. 61 ± 0. 03c 2. 98 ± 0. 14a
SFA 15. 40 ± 0. 07c 20. 24 ± 0. 27a 20. 06 ± 0. 40a 17. 18 ± 0. 46b 17. 17 ± 0. 92b
MUFA 56. 71 ± 0. 15a 55. 75 ± 1. 14a 55. 81 ± 0. 10a 56. 87 ± 0. 04a 53. 30 ± 0. 01b
PUFA 27. 90 ± 0. 21ab 24. 01 ± 1. 41c 24. 14 ± 0. 50c 25. 96 ± 0. 50bc 29. 53 ± 0. 91a
注:SFA包括:12:0,13:0,14:0,15:0,16:0,18:0,23:0 和 24:0;MUFA包括:13:1,14:1,16:1n-7,16:1n-5,17:1,18:
1n-9,18:1n-7 和 22:1;PUFA包括:16:2n-6,16:2n-3,16:3n-6,17:2,18:2n-9,18:2n-6,18:5n-3 和 20:5n-3(EPA)。
表中同一行数据上标不同小写字母表示差异性显著(P < 0. 05)。
3 讨论
3. 1 接种密度对两种微藻生长性能的影响
已有研究表明,初始接种密度显著影响微藻
细胞的生长性能。张海琪等[11]发现接种密度对
微绿球藻的生长繁殖影响显著,并且与碳源存在
互交作用;在其试验范围内,当添加 NaHCO3 2. 5
g /L,接种密度为 3. 0 × 106 cell /mL 时,培养最终
密度达到最高,而细胞生长繁殖效率则以添加
NaHCO3 2. 5 g /L,接种密度为 1. 0 × 10
6 cell /mL
时最高。本研究结果也表明接种密度对微藻细胞
增殖存在显著影响。初始接种密度越高,微藻采
收密度及采收生物量越高,但藻细胞生长繁殖效
率越低。在微藻生物柴油的生产过程中,就微藻
培养阶段而言,一方面,藻细胞的生长繁殖效率越
高,单位时间内获得的藻细胞生物量也越多;另一
方面,培养物的最终细胞密度(单位水体生物量)
越大,采收藻细胞所需生产成本也越低。因此,为
了提高微藻生物柴油的生产效率,在微藻培养阶
段应当兼顾生长繁殖效率和采收时的单位水体生
物量。本研究中,综合考虑采收时生物量和藻细
胞生长繁殖效率,微绿球藻和三角褐指藻的适宜
接种密度分别为 7. 5 × 106 cell /mL 和 2. 3 × 106
cell /mL。
3. 2 接种密度对两种微藻油脂含量和组成的
影响
油脂是微藻细胞的重要组成部分,藻类的油
脂组成可以分极性脂和中性脂,而甘油三酯是微
藻中性脂的主要组成成分[7]。微藻生物柴油的
化学本质是脂肪酸甲酯[19],与磷脂等极性脂相
比,甘油三酯经甲酯化后可以获得更多的脂肪酸
甲酯。在相同的油脂含量下,以甘油三酯为主的
中性脂比例越大,获得的生物柴油的产率也相应
越高。因此,从油脂的含量和组成角度,提高微藻
油脂的含量,提升微藻油脂中的中性脂比例,是改
善微藻作为生物柴油原料性能的重要途径。
藻类细胞油脂积累与众多因素有关,如营养
盐(氮、碳、磷、铁等)不平衡,光照、温度、培养液
pH值、培养方式、生长阶段及藻种品系等[19-25]。
本实验中,微绿球藻在接种密度为 6. 0 × 106cell /
mL 时,其细胞中性脂占油脂比例最高,为
47. 05%;三角褐指藻在接种密度为 3. 0 × 106
cell /mL 时,其细胞中性脂占细胞油脂的比例最
高,为 50. 69%。在连续充气条件下,接种密度影
响微藻细胞的油脂含量和油脂组成,其本质上是
通过改变单个藻细胞可利用的营养盐浓度及光照
强度来实现的。接种密度越高,培养期间单个藻
细胞所能利用的营养盐相对限制程度更明显,细
胞所接受的光照强度相对也越低,同时微藻指数
03 《渔业现代化》2012 年第 39 卷第 6 期
增长期也越短。研究表明,当培养液中存在限制
性营养盐时,藻细胞的分裂速率减慢,但油脂(特
别是甘油三酯)的合成有所增加[7]。在氮限制的
情况下,莱茵衣藻(Chlamydononas reinhardtii)和
栅藻(Scenedesmus subspicatus)细胞中的油脂和碳
水化合物的合成增加[23],在氮限制的情况下小球
藻(Chlorella vulgaris)油脂含量增加,甘油三酯占
油脂比例增大[24]。角毛藻(Chaetoceros sp.)和巴
夫藻(Pavlova lutheri)在缺磷条件下油脂含量升
高,而 Nannochloris atomus 和 Tetraselmis sp. 在缺
磷条件下细胞油脂含量降低[25]。对于大多数微
藻,营养盐的限制会导致细胞油脂水平上升,油脂
组成中中性脂比例(占油脂%)增加,极性脂比例
下降[25]。光照可以通过影响与光合作用有关的
细胞器(如叶绿体)来调节藻细胞油脂组成[26]。
提高光照会降低藻细胞的油脂含量[26];藻细胞极
性脂(主要是磷脂)的含量降低,而中性脂(主要
是甘油三酯)的含量升高[27-28]。相比指数增长
期,微绿球藻在相对生长下降期含有更多的油脂
含量[20]。
3. 3 接种密度对两种微藻脂肪酸特性的影响
微藻的脂肪酸组成也因培养条件和生长阶段
的不同而发生变化。提高光照在改变藻细胞油脂
组成的同时,使其细胞不饱和脂肪酸的比例降
低[27-28]。在氮限制的情况下,微绿球藻的 SFA 和
MUFA含量增加[29]。相比指数增长期,微绿球藻
在相对生长下降期含有更多的 SFA[20]。根据欧
盟生物燃油的生产标准(EN 14214 和 14213) ,生
物燃油的脂肪酸不饱和程度(烯键数)是影响其
品质的重要因素之一,过高的多不饱和脂肪酸对
生物燃油的生产不利[5]。14C ~ 18C 的饱和脂肪
酸生成的生物燃油其燃烧价值与现有的石油燃料
相当,且具有更强的氧化稳定性,同时能够减少碳
氧化物的排放[30]。从微藻脂肪酸组成的角度,本
研究中,微绿球藻在接种密度为 6. 0 × 106 cell /mL
时,其细胞中 SFA 和 MUFA 比例最高,合计约占
总脂肪酸的 75%(44. 61% + 30. 46%) ,且 16:0
和 16:1 的比例约占总脂肪酸的 57%(30. 23% +
27. 21%) ;三角褐指藻在接种密度为 2. 0 × 106
cell /mL和 3. 0 × 106 cell /mL时,其细胞中 SFA和
MUFA 比例最高,合计约占总脂肪酸的 76%
[(20. 24% +55. 75%)~(20. 06% + 55. 81%) ],
且 16:0 和 16:1 的比例约占总脂肪酸的 41. 5%
[(11. 88% +29. 69%)~(11. 74% +30. 52%) ]。
4 结论
综上所述,接种密度对微绿球藻和三角褐指
藻的生长性能和油脂特性的影响存在明显差异。
从生产生物柴油的效率及其品质等因素综合考
虑,试验条件下,作为生物柴油原料而培养的微绿
球藻适宜接种密度为 6. 0 × 106 cell /mL;三角褐指
藻适宜接种密度为 2. 0 × 106 cell /mL。 □
致谢:感谢新奥科技发展有限公司生物质能
源技术研发中心总经理刘敏胜博士对本文修改提
出的宝贵建议。
参考文献
[1]DEMIRBAS A. Use of microalgae as biofuel sources[J]. Energy
Conversion and Management,2010,51(12) :2738-2749.
[2]孔维宝,华绍烽,宋昊,等.利用微藻生产生物柴油的研究进
展[J].中国油脂,2010,35(8) :51-56.
[3]王兆凯.基于海洋硅藻的生物燃油生产[J].施鲲,译.渔业现
代化,2008,35(2) :59-63.
[4]KNOTHE G,BAGBY M,RYAN III T. Precombustion of fatty
acids and esters of biodiesel:A Possible Explanation for differing
cetane numbers[J]. Journal of American Oil Chemistry Society,
1998,75(8) :1007-1013.
[5]WADUMETHRIGE K,SMITH J C,WILSON J R, et al.
Investigation of the Parameters Affecting the Cetane Number of
Biodiesel[J]. Journal of the American Oil Chemistrs’Society,
2008,85(11) :1073-1081.
[6]SHEEHAN J,DUNAHAY T,BENEMANN J et al. A Look Back
at the U. S. Department of Energy’s Aquatic Species Program—
Biodiesel from Algae[R]. Prepared for:U. S. Department of
Energy’s Office of Fuels Development,Prepared by:the National
Renewable Energy Laboratory,Golden,Colorado,1998:27.
[7]GUSCHIA I A,HARWOOD J L. Algal lipids and effect of the
environment on their biochemistry[M]/ / ARTS M T,BRETT M
T,KAINZ K J. Lipids in Aquatic Ecosystems. London,New
York:Springer Dordrecht Heidelberg,2009:1-24.
[8]EMDAD I D,BERLAND B. Variation in lipid class composition
during batch growth of Nannochloropsis salina and Pavlova lutheri
[J]. Marine chemistry,1989,26(3) :215-225.
[9]CONVERTI A,CASAZZA A A,ORTIZ E Y,et al. Effect of
temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid
content of Nannochloropsis oculata and Chlorella vulgaris for
biodiesel production[J]. Chemical Engineering and Processing,
2009,48(6) :1146-1151.
13《渔业现代化》2012 年第 39 卷第 6 期
[10]滕怀丽,黄旭雄,周洪琪,等. 充气方式对盐藻生长、细胞营
养成分及氮磷营养盐利用的影响[J]. 水产学报,2010,34
(6) :942-928.
[11]张海琪,蒋霞敏,潘双叶,等.光照、温度、碳源及接种密度对
微绿球藻生长的影响[J].河北渔业,2001(1) :9-13.
[12]朱艺峰,郭小强.不同氮磷硅含量和接种密度对三角褐指藻
生长的影响[J].中国水产科学,2001,7(4) :47-51.
[13]李锋,葛长字,方建光,等.不同温度和接种密度下亚心形扁
藻增殖的初步研究[J].海洋水产研究,2007,28(6) :61-66.
[14]成永旭.生物饵料培养学[M].第 2 版.北京:中国农业出版
社,2007:75-84.
[15]孙颖颖,王长海.球等鞭金藻的生长速率与培养液中营养盐
的关系研究[J].海洋科学,2006,30(1) :78-83.
[16]FOLCH J,LEES M,SLOANE STANLEY GH. A simple method
for the isolation and purification of total lipids from animal tissues
[J]. Journal of Biological Chemistry,1957,226(4) :497-509.
[17]刘书成,李德涛,高加龙,等.近江牡蛎等 3 种贝类的脂类成
分分析[J].水产学报,2009,33(4) :666-671.
[18]严佳琦,黄旭雄,马珅俊,等. 单生卵囊藻(Oocystis solitaria)
和月牙藻(Selenastrum sp.)的培养条件及其细胞组成[J].生
态学杂志,2011,30(12) :2761-2766.
[19]CHISTI Y. Biodiesel from microalgae [J]. Biotechnology
Advance,2007,25(3) :294-306.
[20]黄旭雄,周洪琪,朱建忠,等.不同生长阶段微绿球藻的营养
价值[J].水产学报,2004,28(4) :477-480.
[21]赫冬梅,段舜山.代谢调控在微藻油脂积累中的作用[J].生
态科学,2009,28(1) :85-89.
[22]PACKER A,LI Y,ANDERSEN T,HU Q,et al. Growth and
neutral lipid synthesis in green microalgae:A mathematical model
[J]. Bioresource Technology,2011,102(1) :111-117.
[23]DEAN A P,SIGEE D C,ESTRADA B,et al. Using FTIR
spectroscopy for rapid determination of lipid accumulation in
response to nitrogen limitation in freshwater microalgae[J].
Bioresource Technology,2010,101(12) :4499-4507.
[24]WIDIJAJA A,CHIEN C C,JU Y H. Study of increasing lipid
production from freshwater microalgae Chlorella vulgaris[J].
Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers,2009,40
(1) :13-20.
[25]REINTAN K I,RAINUZZO J R,OLSEN Y. Effect of nutrient
limitation on fatty acid and lipid content of marine microalgae
[J]. J. Phycol.,1994,30(6) :972-977.
[26]石娟,潘克厚.不同光照条件对小新月菱形藻和等鞭金藻
8701 生长及生化成分的影响[J]. 中国水产科学,2004,11
(2) :121-128.
[27]NAPOLITANO G E. The relationship of lipids with light and
chlorophyll measurement in freshwater algae and periphyton[J].
J. Phycol.,1994,30(4) :943-950 .
[28]HARWOOD J L. Involvement of chloroplast lipids in the
reaction of plants submitted to stress[M]/ / SIEGENTHALER P
A,MURATA N. Lipids in Photosynthesis:Structure,Function
and Genetics. Dordrecht:Kluwer Academic publisher,1998:
287-302.
[29]HUANG X X,HUANG Z Z,WEN W,et al. Effect of nitrogen
supplementation in culture medium on growth, total lipid
contents and fatty acid profiles of three microalgae (Tetraselmis
subcordiformis,Nannochloropsis oculata and Pavlova viridis) [J /
OL]. Journal of Applied Phycology,Springer,May 1st,2012.
DOI 10. 1007 /s10811-012-9846-9.
[30]ANTOLIN G,TINAUNT F V,BRICENO Y,et al. Optimisation
of biodiesel production by sunflower oil transesterification[J].
Bioresource Technology,2002,83(2) :111-114.
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櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄
)
·文摘·
红树林可阻止白斑综合症的爆发
对虾白斑综合症病毒(WSSV)至今已影响了全球养虾业整整二十年。它继续在给受病毒侵袭的养
殖场带来经济损失。虽然对它进行了许多传染病学的研究,但仍没有有效的治疗或控制措施。像对虾
白斑综合症病毒这样的疾病,有 3 个因素相互作用而导致:宿主、病原体及环境。环境在疾病的发展中
起到了重要的作用,它可决定虾的健康状况或者免疫能力。有报道,红树林与池塘面积之比(MPR)高
是预防对虾白斑综合症病毒的一个因素。本研究通过监测不同的 MPR(0:1,1:1,4:1) ,就红树林是否
会影响水和土壤的理化性质和像对虾白斑综合症病毒这样的传染性病原体的发生率等进行了研究。结
果显示,在高 MPR的养殖场进水水质并没有明显更好。在 MPR为 1:1 和 4:1 的池塘中,探测到有对虾
白斑综合症病毒但没有暴发,表明红树林可阻止对虾白斑综合症的暴发。
( 《Aquaculture》Vol. 362-363)
23 《渔业现代化》2012 年第 39 卷第 6 期
Assessment on the safety conditions in steel marine
fishing vessels of China
REN Yu-qing,YAO Jie,XU Zhi-yuan,WANG Yong-kai,ZHANG Ya,
ZHANG Guang-fa,LUAN Jian
(Research Center of Fishing Vessel Safety,Dalian Ocean University,Dalian Liaoning 116023,China )
Abstract:For fully understanding about the present safety conditions of Chinese fishing vessels,the national
fishing vessels safety assessment work was carried out,which was entrusted by the register of fishing vessel of
the People's Republic of China. The evaluation systems of safety condition in fishing vessels was established,
and the 24 meters and above steel marine fishing vessels were sampled in June to September 2011,which are
paid particular attention by international community and required by the Torremolinos International Convention
for the Safety of Fishing Vessels. Sampling of 5 768 marine fishing vessel’s technical parameters was analyzed
and evaluated. The results showed that more than 90% of the fishing vessels cannot reach the Convention’s
requirements. With the increase of vessel’s age,safety conditions of fishing vessels were significantly worse.
The safety situations of Chinese fishing vessels have a very large gap comparing with the International
Convention.
Key words:marine fishing vessels;fishing vessels safety;Torremolinos International Convention for the Safety
of Fishing Vessels;
櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄
sampling evaluation
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Effect of inoculation density on growth and lipid performance of two
microalgae:Nannochloropsis oculata and Phaeodactylum tricornutum
WEN Wen,HUANG Xu-xiong,QIAO Wei
(College of Fish and Life Science,Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China)
Abstract:Production of biodiesel with microalgae is the hot spot in the field of exploiting clean and renewable
energy resources. In order to improve the property of microalgae as stuff for biodiesel production,
Nannochloropsis oculata and Phaeodactylum tricornutum were cultured at different inoculation density to
investigate the characteristics of grow performance,total lipid content and fatty acid profile. The results
indicated that higher inoculation density always resulted in higher harvest cell density and biomass (g /L)of
microalgae,however,lower inoculation density resulted in the fastest growth rate (P < 0. 05). Total lipid
content (% in dry mass)in N. oculata and P. tricornutum decreased gradually with the increasing inoculation
densities. N. oculata and P. tricornutum initially incubated at 6. 0 × 106 cell /mL and 3. 0 × 106 cell /mL
accumulated the highest neutral lipid proportions. The proportions of saturated fatty acid (SFA) and
monounsaturated fatty acid (MUFA) in N. oculata and P. tricornutum first increased then declined
significantly with an increasing inoculation density (P < 0. 05). It is therefore suggested that inoculation
density of 6. 0 × 106 cell /mL and 2. 0 × 106 cell /mL for N. oculata and P. tricornutum respectively is suitable
for the viewpoint of production efficiency and quality of biodiesel with these two microalgae.
Key words:biodiesel;microalgae;inoculation density;growth performance;lipid;fatty acid
16《渔业现代化》2012 年第 39 卷第 6 期