3种培养基对微藻FACHB-1067生长及产油性状的影响研究

周 强，刘蒙佳

（福建师范大学闽南科技学院，福建 泉州 362332）

微藻（microalgae）培养条件简单，生长周期短，光合效率高，整个生命体都可以转化成对人类健康有益的生物制品，其在食品及环境保护等方面得到了广泛的应用［1-3］。研究表明，微藻在异养条件下，其细胞内油脂含量可达50%以上［4-5］，将其转化为生物柴油可为新能源的开发和利用提供新途径。生物柴油是可再生资源，作为石油燃料的替代品，具有良好的应用前景［6-7］。微藻在光自养培养的过程中可固定大量的CO2，可大幅度降低微藻光自养生长所需碳源［8］。微藻光自养培养过程可利用废水中的N、P等营养元素，从而降低水体的富营养化，并且可使微藻生长所需的N、P源成本显著降低［9］。此外，微藻可以利用滩涂、盐碱地、荒漠以及海水、盐碱水和荒漠区的地下水等进行大规模培养［10-11］。与能源植物相比，微藻富含色素、多糖和蛋白质等高附加值产品，其综合利用价值更高［12］。

该试验对微藻FACHB-1067在3种不同培养基中的生长性状和油脂积累情况进行初步观察，通过建立藻液吸光度值与藻液浓度的线性回归曲线关系，探究其生产期内生物积累量和比生长速率，并确定其富油量及产油率，以期为微藻的进一步开发利用提供基础数据。

表1 微藻OD685nm值与菌液浓度的关系

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1藻种：小球藻（微藻FACHB-1067），购自中国科学院水生生物研究所。

1.1.2培养基：试验所用培养基共有3种，分别为SE、BG11-N 和 BG11。

1.1.3试剂：氯仿、甲醇等均为分析纯。

1.1.4主要仪器及设备：752N型紫外可见分光光度计（上海仪电分析有限公司），XSP-2CA生物显微镜 （江西凤凰光学仪器有限公司），KQ5200E型超声波清洗器（昆山舒美有限公司），FD-1冷冻干燥机（上海金舍仪器有限公司），250D数显光照培养箱（常州首创仪器设备有限公司）。

1.2 试验方法

1.2.1微藻FACHB-1067的扩培：将购买的微藻FACHB-1067以藻液∶培养基=1∶4的比例进行扩培，将进入稳定期的微藻FACHB-1067藻液作为试验研究的种子液。

1.2.2微藻FACHB-1067最高吸收峰的测定［13］：将种子液适度稀释后，分别在 625、645、665、685、705、725、745、760 nm 波长下用 752N 型紫外可见分光光度计测定微藻FACHB-1067稀释菌液的吸光度值（OD值）。

1.2.3微藻FACHB-1067的培养：按照参考文献［14］进行。

1.2.4微藻FACHB-1067藻液OD值和藻液浓度的测定：取少量藻液，根据实际需求，以不同比例将藻液稀释成不同浓度，使OD值在0.10～0.60。以1 cm×1 cm的比色皿为容器，用752N型紫外可见分光光度计测定各组OD值，对照液使用相对应的液体培养基。用血球计数板在显微镜下进行计数，并计算出微藻藻液的浓度，藻液浓度计算公式为［15］：

式中，A表示5个中方格中的总菌数；B表示藻液的稀释倍数。

1.2.5微藻FACHB-1067生物量的测定：当微藻FACHB-1067培养至12 d时，将各组微藻藻液移入已知干重的50 mL玻璃离心管中，以6 000 r/min离心30 min，弃上清液。用无菌蒸馏水洗涤藻泥，并再次以6 000 r/min离心30 min，重复3次获得藻泥。将藻泥经冷冻干燥后，用电子天平称量离心管质量，计算出干重，重复2次，取平均值［16］。干重和生物量计算公式为：

小球藻干重=m2-m1

小球藻生物量=小球藻干重/离心时藻液的体积

式中，m2代表装有冷冻干燥藻泥的玻璃离心管重，m1代表空玻璃离心管重。

1.2.6比生长速率的计算：按照公式μ=（lnN2-lnN1）（t2-t1）。 式中，μ 代表比生长速率，N1代表接种时藻液细胞密度，N2代表培养结束时藻液细胞密度，（t2-t1）代表藻液接种完毕到培养结束之间的时间间隔［17］。

1.2.7微藻FACHB-1067油脂的测定：按照参考文献［18］进行，计算公式为：

油脂含量=油脂质量/（干藻粉质量）×100%

油脂产率=总脂质量/（培养体积×培养天数）

2 结果与分析

2.1 微藻FACHB-1067在3种培养基中的OD685nm值与菌液浓度线性回归

微藻在3种培养基中的稀释倍数、平均OD685nm值和菌液浓度见表1。以OD685nm值为横坐标（x），以菌液浓度为纵坐标（y），建立微藻藻液在BG11-N培养基中的OD685nm值与其相应菌液浓度的回归方程：y=2.2705x-0.4261，R2=0.9875；建立微藻藻液在SE培养基中的OD685nm值与其相应菌液浓度的回归方程：y=2.2266x-0.187，R2=0.9973； 建立微藻藻液在BG11培养基中的OD685nm值与其相应菌液浓度的回归方程：y=2.218x-0.4267，R2=0.9968。 利用3种培养基培养微藻FACHB-1067获得的藻液OD685nm值与相应菌液浓度均呈线性关系，且线性相关程度高。

2.2 3种培养基对微藻FACHB-1067生长性状的影响

微藻FACHB-1067在3种培养基中培养12 d后的生长密度见表2。培养基的组分对微藻FACHB-1067的生长有着重要的影响。3种培养基中的生物积累量与培养时间呈正相关，且各时间水平间的生物积累量差异显著（P＜0.05）。不同的培养基对微藻的比生长速率、生物量的影响都各不一样。微藻在3种培养基中的比生长速率由大到小分别是：μSE＞μBG11-N＞μBG11， 微藻 FACHB-1067在SE培养基中的比生长速率最快，为1.052/d。而测得的生物积累量由大到小分别是：SE（2.532 g/L）＞BG11（2.032 g/L）＞BG11-N（1.916 g/L）。 由此可见，SE培养基在比生长速率和生物积累量上的表现较理想。

表2 微藻FACHB-1067在3种培养基中的生物积累量

表3 微藻FACHB-1067在3种培养基中的油脂含量和油脂产率

2.3 3种培养基对微藻FACHB-1067油脂积累的影响

微藻FACHB-1067在3种培养基中的油脂含量和油脂产率见表3。微藻FACHB-1067在BG11培养基中的油脂含量和油脂产率最高，分别为28.64% 与 16.28 mg/（L·d）， 且 显 著 高 于 其 在BG11-N与SE培养基中的油脂含量及油脂产率（P＜0.05）。 BG11-N与 SE培养基相比， 微藻FACHB-1067的油脂含量差异不显著 （P＞0.05），但油脂产率差异显著（P＜0.05）。

3 结论

SE培养基在比生长速率和生物积累量上的表现较理想，而BG11培养基在油脂含量和油脂产率上的表现较理想。