全 文 ： 生 物 工 程 学 报 Chin J Biotech 2011, March 25; 27(3): 436−444
journals.im.ac.cn Chinese Journal of Biotechnology ISSN 1000-3061
cjb@im.ac.cn ©2011 CJB, All rights reserved.


Received: September 6, 2010; Accepted: February 21, 2011
Supported by: National Natural Science Foundation of China (No. 20936002), National Basic Rsearch Program of China (973 Program) (Nos.
2007CB707805, 2009CB724700, 2011CB200906), the Fifth of Six Projects Sponsoring Talent Summits of Jiangsu Province, College Industrialization
Project of Jiangsu Province, Program for Century Excellent Talents in University from the Ministry of Education of China (No. NCET-09-0157), Fok
Ying Tung Education Foundation, Ministry of Education of China (No. 123014).
Corresponding author: Zhen Gao. Tel/Fax: +86-25-83172094; E-mail: gaozhen@njut.edu.cn
国家自然科学基金 (No. 20936002)，国家重点基础研究发展计划 (973 计划) (Nos. 2007CB707805, 2009CB724700, 2011CB200906)，江苏省六
大人才高峰项目，江苏省高校科研成果产业化推进项目，教育部新世纪优秀人才支持计划 (No. NCET-09-0157)，教育部霍英东教育基金资助
(No. 123014) 资助。

生物柴油与微生物油脂
无机碳源对小球藻自养产油脂的影响
郑洪立 1，高振 2，张齐 1，黄和 1,3，纪晓俊 1，孙洪磊 4，窦畅 1
1 南京工业大学生物与制药工程学院，南京 210009
2 南京工业大学食品与轻工学院，南京 210009
3 材料化学工程国家重点实验室，南京 210009
4 中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院，北京 100029
摘 要: 旨在研究小球藻利用无机碳自养产油脂，考察了 3 种无机碳源 (Na2CO3、NaHCO3 和 CO2) 及其初始浓度对小
球藻产油特性的影响。结果表明，小球藻能利用 Na2CO3、NaHCO3 和 CO2 产油；经 Na2CO3、NaHCO3 和 CO2 培养 10 d
后，随着每种无机碳源浓度的增加，小球藻产量均先增加后减少。小球藻经 3 种无机碳源培养后，其培养液 pH 值上升。
最适宜的 Na2CO3 和 NaHCO3 添加量均为 40 mmol/L，其生物量分别达到 0.52 g/L 和 0.67 g/L，产油量分别达到 0.19 g/L
和 0.22 g/L。在 3 种无机碳源中，CO2 是最佳无机碳源，当 CO2 浓度为 6％时，小球藻生长最快，生物量达 2.42 g/L，
产油量最高达 0.72 g/L；当 CO2 浓度过低时，无机碳供应不足，油脂产量低；当 CO2 浓度过高时，培养液 pH 偏低，小
球藻油脂积累受到抑制。Na2CO3 和 NaHCO3 较 CO2 更有利于小球藻积累不饱和脂肪酸。
关键词 : 小球藻，自养，无机碳，生物柴油
Effect of inorganic carbon source on lipid production with
autotrophic Chlorella vulgaris
Hongli Zheng1, Zhen Gao2, Qi Zhang1, He Huang1,3, Xiaojun Ji1, Honglei Sun4, and Chang Dou1
1 College of Biotechnology and Pharmaceutical Engineering, Nanjing University of Technology, Nanjing 210009, China
2 College of Food Science and Light Industry, Nanjing University of Technology, Nanjing 210009, China
3 State Key Laboratory of Materials-Oriented Chemical Engineering, Nanjing 210009, China
4 Petroleum Research Institute, China National Petroleum Corporation, Beijing 100029, China
Abstract: We studied the effects of three inorganic carbon sources, Na2CO3, NaHCO3 and CO2, and their initial concentrations
DOI:10.13345/j.cjb.2011.03.009
郑洪立等: 无机碳源对小球藻自养产油脂的影响 437

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on lipid production of Chlorella vulgaris. Chlorella vulgaris could utilize Na2CO3, NaHCO3 and CO2 to produce lipids. After
10-day cultivation with each of the three inorganic carbon sources, lipid yield of Chlorella vulgaris reached its peak with the
concentration increase of the inorganic carbon source, but dropped again by further increase of the concentration. The pH value of
the culture medium for Chlorella vulgaris increased after the cultivation on inorganic carbon source. The optimal concentration of
both Na2CO3 and NaHCO3 was 40 mmol/L, and their corresponding biomass dry weight was 0.52 g/L and 0.67 g/L with their
corresponding lipid yield 0.19 g/L and 0.22 g/L. When the concentration of CO2 was 6%, Chlorella vulgaris grew the fastest and
its biomass dry weight was 2.42 g/L with the highest lipid yield of 0.72 g/L. When the concentration of CO2 was too low, the
supply of inorganic carbon was insufficient and lipid yield was low. A too high concentration of CO2 caused a low pH and lipid
accumulation was inhibited. Na2CO3 and NaHCO3 were more favorable for Chlorella vulgaris to accumulate unsaturated fatty
acids than that of CO2.
Keywords: Chlorella vulgaris, autotrophy, inorganic carbon, biodiesel
目前人类使用的能源主要是化石能源，而化石
能源存在不可再生、其使用后造成环境污染、危害
人类健康、CO2 排放等严重的问题，开发化石能源
的替代能源已经成为科技工作者的当务之急[1-2]。生
物柴油以其可再生、环境友好、安全的特性，被视
为本世纪最具发展潜力的新能源之一。生物柴油的
原料有很多，但是相比之下，微藻油脂作为生物柴
油原料有其独特的优势，因微藻光合作用效率高、
生长周期短、单位面积产量大、易于培养、油脂含
量高、减排 CO2，而且能将产油脂与太阳能利用、
废水净化相结合；微藻生物柴油已成为国内外科学
家的研究热点[3]。
小球藻是一种富含油脂的微藻 [4]，其油脂是以
CO2 为光合作用反应物经一系列代谢而合成。研究
报道表明 [5]，小球藻还能利用细胞表面的碳酸酐酶
将 HCO3−转化成 CO2 供 RUBPase 固定，因此小球藻
只能固定水中 CO2 和 HCO3−两种形式的溶解无机
碳。目前，小球藻生物柴油研究过程中采用的碳源
一般为无机碳源，所用无机碳源多为 CO2，研究多
集中于 CO2 浓度优化[6]、通 CO2 速率对小球藻产油
的影响[7]，在小球藻利用 CO2 产油研究方面已取得
了较大进展。CO32−和 HCO3−形式的无机碳源对小球
藻产油的影响未见报道。海水中存在 Ca2+、Mg2+等
离子，会对 Na2CO3、NaHCO3 和 CO2 三种无机碳源
在培养液中所形成的溶解无机碳形式及其比例产生
影响。培养液中溶解无机碳形式及其比例影响小球
藻对其中 HCO3−和 CO2 的利用，因而 Na2CO3、
NaHCO3 和 CO2 三种无机碳源会影响小球藻生长及
其油脂合成代谢。而目前尚未见有关不同无机碳源
(Na2CO3、NaHCO3 和 CO2) 及其初始浓度对海洋小
球藻光合作用及其油脂合成代谢、脂肪酸分布影响
的报道。
本文以海洋小球藻为实验对象，研究 3 种无机
碳源 (Na2CO3、NaHCO3 和 CO2) 及其各初始浓度下
小球藻的产油特性，并分析脂肪酸组成的差异，旨
在提高小球藻对无机碳源的利用效率及其产油效
率，为自养小球藻工业化高产油脂和减排 CO2 提供
理论基础和实验依据，推动微藻生物柴油的发展。
1 材料与方法
1.1 试验材料
藻种：试验所用的小球藻 Chlorella vulgaris
LICME001 (中国典型培养物保藏中心编号：CCTCC
No: M 209256) 由南京工业大学工业催化与代谢工
程实验室保藏。
保种培养基：采用 f/2 液体培养基。
试验培养基 (g/L)：海盐 34，Na2EDTA 0.1，
FeSO4·7H2O 0.05，KH2PO4 0.1 和 KNO3 0.3。分别
加入初始浓度为 0、20、40、60 和 80 mmol/L 的
Na2CO3 或 NaHCO3，或通入浓度为 0、3％、6％、
9％和 12％的 CO2 (供气采用高纯 CO2 钢瓶与高纯
N2 钢瓶，CO2 和 N2 气体混合用气体混合器来实现，
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通气量为 0.3 vvm)，以研究不同无机碳源下小球藻
产油特性。以 0.5 mol/L NaOH 或 HCl 调节培养基的
初始 pH 值。
1.2 试验方法
摇瓶培养：根据试验设计的要求，将对数期藻
种细胞接种到 250 mL 三角瓶，接种量 (V/V) 为 10％，
在恒温光照摇床中培养，条件为 150 r/min，25 ℃，
光照强度 2 000 lx。
光生物反应器培养：将摇瓶中培养到对数期的
藻种接种到反应器中，反应器为本实验室自主设计
的鼓泡式光生物反应器，反应器规格：体积为 2 L (工
作体积为 1.5 L)；外置光源 (日光灯)，接种量 (V/V)
为 10％，整个培养过程光照强度为 5 000 lx，光暗
周期=12∶12，温度为 (25±2) ℃，培养周期为 10 d。
1.3 分析检测方法
叶绿素含量的测定：取 5 mL 藻液，低速离心收
集藻细胞，用双蒸水洗 3 次，加入 5 mL 的 100％甲
醇溶液，用移液器吹吸均匀，室温避光静置 1 h 后，
8 000 r/min、4 ℃下离心 10 min，取上清，测定 OD652
及 OD665 值。根据下列公式分别计算出叶绿素 a 和 b
含量 (单位：mg/L)[8]：
Chl a=(16.29×OD665)−(8.54×OD652)；
Chl b=(30.66×OD652)−(13.58×OD665)。
pH 值测定：取 30 mL 藻液于离心管中，用 pH
计 (雷磁 pHS-3D，上海精密科学仪器有限公司 )
测定。
生物量的测定：用 UV-1200 型紫外可见分光光
度计 (上海美谱达仪器有限公司) 在 680 nm 处测定
藻液光密度 (OD)，每天测定 1 次，根据标准曲线回
归方程 C (生物量干重)=0.560×OD680 (R2=0.986) 换
算成藻生物质干重。
产油量测定：待测定藻液经离心收集藻体后，
藻体用蒸馏水洗涤 3 次，经溶菌酶破碎 (破碎条件：
50 ℃，10 h，酶用量：50 mg/L)，提取油脂，油脂
提取采用 Bligh 和 Dyer 法[9]，油脂重量测定采用称
重法[10]。试验重复 3 次，取平均值。
油脂组成 GC-MS 检测：分别取经 Na2CO3 (浓
度：40 mmol/L)、NaHCO3 (浓度：40 mmol/L) 和 CO2
(浓度：6％) 培养 10 d 的藻粉 0.5 g，经提取油脂，
采用 KOH-CH3OH 甲酯化[11]，脂肪酸的气相色谱-
质谱定性定量分析参考文献[12]。
2 结果与分析
2.1 三种无机碳源对小球藻生长的影响
2.1.1 三种无机碳源对小球藻光合色素的影响
叶绿素是小球藻的光合色素，其含量的高低直
接 影 响 光 合 作 用 效 率 [13] 。 图 1 为 不 同 初 始 浓 度
Na2CO3、NaHCO3 和 CO2 对小球藻叶绿素 a 和 b 含
量的影响。由图 1 可见，经过 10 d 培养，当 Na2CO3
初始浓度从 0 mmol/L 增加到 80 mmol/L 时，叶绿素
a 含量从 1.18 mg/L 增加到 6.16 mg/L，叶绿素 b 含
量从 0.15 mg/L 增加到 1.96 mg/L；当 Na2CO3 初始
浓度为 40 mmol/L 时，其叶绿素 a 含量为 6.16 mg/L
和叶绿素 b 含量为 1.96 mg/L，均达到各自的最高。
培养 10 d 后，当 NaHCO3 初始浓度从 0 mmol/L 增加
到 80 mmol/L 时，叶绿素 a 含量从 1.14 mg/L 增加
到 8.71 mg/L，叶绿素 b 含量从 0.28 mg/L 增加到
3.08 mg/L；当 NaHCO3 初始浓度为 40 mmol/L 时，
其叶绿素 a 和 b 含量均达到各自的最大值，分别为
8.71 和 3.08 mg/L。随着 CO2 浓度的增加，其对应的
叶绿素 a 和 b 含量均分别呈先增加后下降的趋势；
当 CO2 浓度为 6％时，其叶绿素 a 含量为 18.14 mg/L，
叶绿素 b 含量为 6.02 mg/L，均达到各自的最大值。
三种无机碳源培养后，叶绿素 a 与 b 的比例为
2∶1~4∶1。
三种无机碳源中，直接通 CO2 时叶绿素含量最
高，说明最有利于小球藻光合作用；实验过程发现：
添加 Na2CO3 和 NaHCO3 时，培养液变浑浊，这可能
与培养液添加了海盐，所使用的海盐中含有 Mg2+、
Ca2+等离子有关；试验中添加的 Na2CO3 和 NaHCO3
与海盐中的 Mg2+、Ca2+等离子形成了 MgCO3、CaCO3
等沉淀，从而影响了小球藻光合作用过程中无机碳
郑洪立等: 无机碳源对小球藻自养产油脂的影响 439

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的供给和光合色素合成。而通入 CO2 培养液没有变
浑浊，说明没有形成沉淀，因此小球藻无机碳源的
供给不受影响，其光合色素合成不受影响，光合作
用效率高。在藻培养过程中 NaHCO3 有两个作用：
一是作为无机碳源，二是调节培养液 pH 值，保持碱
性环境，可抑制污染生物繁殖，保证藻养殖质量。
Yoo 等的研究也表明无机碳源的供给影响小球藻的
生长[6]。
2.1.2 三种无机碳源对小球藻培养结束时 pH 值的
影响
将培养液的初始 pH 调至 7.2，接种海洋小球藻藻
种，培养 10 d 后，测定其培养液 pH，各小球藻培养
液的 pH 值见图 2。经过 10 d 培养，当 Na2CO3 初始
浓度从 0 mmol/L 增加到 80 mmol/L 时，pH 值从 7.6
上升到 9.2；当 Na2CO3 初始浓度为 40 mmol/L 时，
其 pH 值达到最高为 9.2。培养 10 d 后，当 NaHCO3
初始浓度从 0 mmol/L 增加到 80 mmol/L 时，pH 值
从 7.7 上升到 9.8；当 NaHCO3 初始浓度为 40 mmol/L
时，其 pH 值达到最高为 9.8。随着 CO2 浓度的增加，
其对应的 pH 值呈先增加后下降的趋势；当 CO2 浓
度为 6％时，其 pH 值达到最大为 9.5。较初始 pH 值，
小球藻经不同初始浓度 Na2CO3、NaHCO3 和 CO2 培
养 10 d 后，其培养液 pH 值均上升，即出现 pH 漂移
现象，但漂移程度不同。研究结果表明，在不同初
始浓度 Na2CO3、NaHCO3 和 CO2 培养下，小球藻生
长越快，其 pH 漂移越明显 (图 2、3)。随着 pH 的
升高，小球藻生长变缓，说明改变后的 pH 可能已经
偏离该藻的最佳生长范围。
本研究结果表明三种无机碳源培养小球藻，出
现 pH 漂移现象。这是由于小球藻在密闭光生物反
应器中一定 pH 值的添加海盐培养液及适宜温度、光
照等条件下连续照光，随小球藻光合作用对无机碳

图 1 三种无机碳源对叶绿素含量的影响
Fig. 1 Effect of three kinds of inorganic carbon source on chlorophyll content of Chlorella vulgaris.
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图 2 三种无机碳源对小球藻培养液 pH 的影响
Fig. 2 Effect of three kinds of inorganic carbon source on the pH of Chlorella vulgaris culture medium.

图 3 三种无机碳源对小球藻生物量的影响
Fig. 3 Effect of three kinds of inorganic carbon source on biomass of Chlorella vulgaris.
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的利用，水中无机碳不断减少，导致 pH 值不断升高，
故出现 pH 漂移的现象[14]。pH 影响培养液中 HCO3−、
CO2 和 CO32−的存在形式和比例，为消除培养液初
始 pH 值差异的影响，本实验 3 种无机碳培养液初始
pH 均调为 7.2，此时培养液中 HCO3−、CO2 和 CO32−
存在形式和比例是一样的[15]。实验结果 (图 3) 表明
通 CO2 最 有 利 于 小 球 藻 对 溶 解 无 机 碳 的 利 用 ，
NaHCO3 次之，Na2CO3 利用效果最差。这是由于在
配培养液时 (调初始 pH 前)，NaHCO3 和 Na2CO3 与
培养液所添加海盐中的 Mg2+、Ca2+等形成了沉淀，
添加 Na2CO3 所形成的沉淀比 NaHCO3 多 (根据培养
液的浑浊程度判断)，而通 CO2 没有形成沉淀；故添
加 NaHCO3、添加 Na2CO3 和通 CO2 培养液中所含
HCO3−、CO2 和 CO32−的摩尔数不一样，通 CO2 培养
液 所 含 HCO3− 、 CO2 和 CO32− 的 摩 尔 数 ＞ 添 加
NaHCO3 培养液＞添加 Na2CO3 培养液。培养液 pH
影响溶解无机碳形式及其比例，当海水 pH 值小于 6
时，溶解无机碳以 HCO3−和 CO2 两种形式存在，其
中以 CO2 形式为主；当海水 pH 值介于 6 和 9 之间
时，溶解无机碳以 HCO3−、CO2 和 CO32−三种形式存
在，其中以 HCO3−形式为主；当海水 pH 值大于 9
时，溶解无机碳以 HCO3−和 CO32−两种形式存在，其
中以 CO32−形式为主[15]。而小球藻只能固定 CO2 和
HCO3−两种形式的溶解无机碳[5]，本实验 pH 漂移影
响小球藻对溶解无机碳的利用，故 pH 漂移影响小球
藻的生长和产油。因此，对小球藻利用无机碳源产
油的后续研究应进一步调控培养液 pH，以期得到更
理想的单位产油量。
2.1.3 三种无机碳源对小球藻生物量的影响
图 3 为不同初始浓度 Na2CO3、NaHCO3 和 CO2
对小球藻生物量的影响。从图 3 中可以看出，当
Na2CO3 初始浓度为 0~80 mmol/L 时，各初始浓度对
小球藻生物量的影响趋势相近，接种后 2 d 内，各
浓度的生物量没有差异；2 d 后，随着培养天数的增
加，各浓度的生物量均呈先增加后达到稳定，生物
量在培养 7 d 左右达到稳定，各浓度的最大生物量
介于 0.16~0.52 g/L 之间。当 NaHCO3 初始浓度为
0~80 mmol/L 时，各初始浓度下小球藻生物量增长
趋势相近，接种后 2 d 内，各浓度的生物量没有差
异；2 d 后，随着培养天数的增加，各浓度的生物量
均呈先增加后达到稳定，生物量在培养 7 d 左右达
到稳定，各浓度的最大生物量介于 0.16~0.67 g/L 之
间。当 CO2 初始浓度为 0~12％时，各初始浓度下小
球藻生物量增长趋势相近，接种后 2 d 内，各浓度
的生物量没有差异；2 d 后，随着培养天数的增加，
各浓度的生物量均呈先增加后达到稳定，生物量在
培养 9 d 左右达到稳定，各浓度的最大生物量介于
0.16~2.42 g/L 之间。当 Na2CO3、NaHCO3 和 CO2 初
始浓度分别为 40 mmol/L、40 mmol/L 和 6％时，其
生物量 (分别为：0.52、0.67 和 2.42 g/L) 均达到各
自的最大值，分别是未添加无机碳的 3.3、4.2 和 15.1
倍；Na2CO3、NaHCO3 和 CO2 初始浓度过高或过低
生物量均减少。
直接通 CO2 生物量最高，说明最有利于小球藻
生长；而 Na2CO3 作为无机碳源时生物量最低，说明
最不利于小球藻生长。这可能与 Na2CO3 和 NaHCO3
作为碳源会与海盐中 Mg2+、Ca2+等相关离子产生沉
淀有关。在配培养液时，NaHCO3 和 Na2CO3 与培养
液所添加海盐中的 Mg2+、Ca2+等形成了沉淀，添加
Na2CO3 所形成的沉淀比 NaHCO3 多 (根据培养液的
浑浊程度判断)，从而添加 Na2CO3 比添加 NaHCO3
对小球藻利用无机碳源的影响更大；而通 CO2 没有
形成沉淀，不影响小球藻对无机碳源的利用。本试
验研究表明适宜浓度的无机碳源有利于小球藻的生
长；这与刘然等的研究结果一致[16]。
2.2 三种无机碳源对小球藻油脂的影响
2.2.1 三种无机碳源对小球藻油脂产量的影响
不同初始浓度 Na2CO3、NaHCO3 和 CO2 对小球
藻油脂产量的影响见图 4。由图 4 可知，接种后前 2
天，各浓度油脂产量均不增加，此后随着培养天数
增加，对应的油脂产量均分别呈先快速增加后稳定
增加；当 Na2CO3、NaHCO3 和 CO2 初始浓度分别为
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图 4 三种无机碳源对小球藻油脂产量的影响
Fig. 4 Effect of three kinds of inorganic carbon source on lipid yield of Chlorella vulgaris.

40 mmol/L、40 mmol/L 和 6％时，其对应油脂产量
(分别为：0.19、0.22 和 0.72 g/L) 均达到各自的最大
值；通 CO2 的最大油脂产量是添加 Na2CO3、NaHCO3
和未添加无机碳的 3.8、3.3 和 12 倍；Na2CO3、
NaHCO3 和 CO2 初始浓度过高或过低均不利于油脂
的合成。添加无机碳源较未添加的油脂产量高。
在三种无机碳源中，直接通 CO2 油脂产量最高，
说明最有利于小球藻油脂积累；而 Na2CO3 作为无机
碳源时油脂产量最低，说明最不利于小球藻油脂积
累。在通入 CO2 过程中会形成对培养液的搅拌作用，
搅拌作用一方面有利于藻细胞与培养液中营养物质
等之间的充分接触，同时可避免藻细胞在培养过程
中下沉。另一方面有利于藻在反应器中暗、光照区
的交换，提高其光合效率，因此促进小球藻的生长
和油脂积累[17]。低或高浓度 CO2 均不利于油脂积累，
这可能是由于 CO2 是光合作用和油脂合成的底物，
CO2 浓度低则光合作用和油脂合成的底物供应不
足。而 CO2 浓度过高则会引起培养液的 pH 过低[7]。
pH 下降势必影响小球藻油脂合成过程中核酮糖 1,5-
二磷酸羧化酶、乙酰辅酶 A 羧化酶等关键酶活性。
本研究还发现：通过驯化，可以显著提高小球藻对
CO2 浓度的耐受能力；经过 5 个驯化周期，小球藻
耐 CO2 浓度可达 10％以上，这有待进一步研究。
2.2.2 三种无机碳源对小球藻脂肪酸组成的影响
为考察三种无机碳源对小球藻脂肪酸组成的
影响，利用 GC-MS 检测了最佳初始浓度 Na2CO3
(40 mmol/L)、NaHCO3 (40 mmol/L) 和 CO2 (6％)
对应小球藻主要脂肪酸的组成。由表 1 可得，培养
10 d 后，三种无机碳源 (Na2CO3、NaHCO3 和 CO2)
培养的小球藻所含主要脂肪酸种类相同，且其碳链
长度均介于 C14 到 C20 之间，其中 95％以上脂肪酸
是 C16 和 C18 系列脂肪酸；三种无机碳源培养的小
郑洪立等: 无机碳源对小球藻自养产油脂的影响 443

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表 1 三种无机碳源对小球藻脂肪酸组成 (占总脂肪酸含
量的百分比) 的影响
Table 1 Effect of three kinds of inorganic carbon source on
fatty acids composition of Chlorella vulgaris (percent of total
fatty acids)
Fatty acids Na2CO3 NaHCO3 CO2
C14:0 0.42 0.58 0.66
C16:0 18.25 17.29 22.76
C16:1 25.59 26.75 23.31
C16:2 3.27 2.44 1.95
C18:0 0.34 0.88 1.09
C18:1 46.51 45.85 45.36
C18:2 3.99 3.52 1.14
C20:0 1.63 2.69 3.73
Po1yunsaturated fatty acids 79.36 78.56 71.76
Saturated fatty acids 20.64 21.44 28.24

球 藻 不 饱 和 脂 肪 酸 含 量 均 在 70％ 以 上 ， 而 添 加
Na2CO3 和 NaHCO3 其不饱和脂肪酸比例较通入 CO2
高。这可能与不利条件下生长的微藻其不饱和脂肪
酸含量会增加有关[18]。研究表明生物柴油含有的脂
肪酸主要是棕榈酸 (C16∶0)、十六碳烯酸 (16∶1)、
硬 脂 酸 (C18∶0) 、 油 酸 (C18∶1) 和 亚 麻 酸
(C18∶3)[19]，而以上 5 种脂肪酸在本实验小球藻脂
肪酸中所占比例在 90％以上，因此小球藻油脂是良
好的生物柴油原料。
3 结论
三种无机碳源及其初始浓度对小球藻生长及产
油均具有显著影响。Na2CO3、NaHCO3 和 CO2 均可
作为小球藻自养产油脂的碳源，Na2CO3、NaHCO3
和 CO2 最佳初始浓度分别为 40 mmol/L、40 mmol/L
和 6％，Na2CO3、NaHCO3 和 CO2 初始浓度过高或
过低均不利于小球藻生长及产油。由于本实验小球
藻是海洋小球藻，所用海盐中存在 Ca2+、Mg2+等离
子，Na2CO3 和 NaHCO3 作为无机碳源的效果较差。
CO2 是最佳无机碳源；CO2 作为无机碳源不会与海
盐中的 Ca2+、Mg2+等离子形成沉淀，而向藻液中通
入 CO2 所形成的搅拌有利于小球藻受光、营养物质
的吸收和防止小球藻细胞下沉。小球藻只能固定水
中 CO2 和 HCO3− 两种形式的溶解无机碳，但 Na2CO3
也可作为小球藻自养产油脂的碳源，说明其在水中
溶解后可能含有 CO2 和 HCO3−两种形式或其中某一
种形式。小球藻叶绿素 a 与 b 的比例为 2∶1~4∶1。
小球藻经三种无机碳源培养后，其培养液 pH 值上
升。三种无机碳源 (Na2CO3、NaHCO3 和 CO2) 培养
的小球藻所含主要脂肪酸种类相同，添加 Na2CO3
和 NaHCO3 其不饱和脂肪酸比例较通入 CO2 高；三
种无机碳源的脂肪酸 95％以上是 C16 和 C18 系列脂
肪酸，其不饱和脂肪酸含量均在 70％以上，因此小
球藻油脂是制备生物柴油的良好原料。
致谢：感谢中国石油天然气股份有限公司资助！
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