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生物技术研究引领中国微藻产业发展的六十年:回顾与展望 被引量:11
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作者 风正 葛保胜 +1 位作者 向文洲 秦松 《中国科学:生命科学》 CSCD 北大核心 2021年第1期26-39,共14页
微藻是单细胞放氧光合作用微生物.据记载,早在1500年前的晋代,中国人就有食用微藻的传统,并尝试将其作为中药治疗疾病. 1959~1962年的三年困难时期,党和国家鼓励科学家开展小球藻替代粮食的研究,微藻生物技术开始得到发展. 20世纪80年代... 微藻是单细胞放氧光合作用微生物.据记载,早在1500年前的晋代,中国人就有食用微藻的传统,并尝试将其作为中药治疗疾病. 1959~1962年的三年困难时期,党和国家鼓励科学家开展小球藻替代粮食的研究,微藻生物技术开始得到发展. 20世纪80年代的"把螺旋藻作为全民蛋白质的补充"国家战略,为微藻生物技术的进步注入了创新活力.随着藻种选育技术、跑道式和管道式反应器的进步,以及微藻培养方式的根本性创新,我国的螺旋藻、小球藻、雨生红球藻和裸藻生物量接连取得根本性的突破,中国成为世界最大的微藻生产国.我国微藻生物技术研究将在引领产业降低生产成本、提高生产规模和效益的同时,引导建立微藻精准应用及环境治理的生物经济新模式. 展开更多
关键词 微藻 生物技术 微藻产业 生物经济
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猪粪沼液培养微藻系统中试试验 被引量:3
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作者 卞含笑 韩挺 +3 位作者 风正 卢海凤 李保明 叶小梅 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期157-165,共9页
为实现猪粪沼液资源化的大规模应用,该研究以小球藻(Chlorella E2E)为试验藻种,开展了中试规模的“室内纯培养+室外纯培养+室外沼液培养”耦合模式多级放大沼液培养微藻试验:考察了各级培养试验中Chlorella E2E的生长状况、沼液中污染... 为实现猪粪沼液资源化的大规模应用,该研究以小球藻(Chlorella E2E)为试验藻种,开展了中试规模的“室内纯培养+室外纯培养+室外沼液培养”耦合模式多级放大沼液培养微藻试验:考察了各级培养试验中Chlorella E2E的生长状况、沼液中污染物的去除率及微生物多样性,最大培养体积达12.31 m^(3),系统运行时长达274 d。结果表明,Chlorella E2E经过多批次纯培养驯化,在二级柱式反应器内能快速达到最适生长状态,培养至第70天平均生物量可达227.72 mg/L;Chlorella E2E在室外纯培养平板反应器内的产量明显高于室内柱式反应器,培养至第14天生物量可达266.48 mg/L。在采用沼液培养时,户外跑道池中生物量最高达250.02 mg/L,化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)、氨氮(ammonia nitrogen,NH_(4)^(+)-N)、总磷(total phosphorus,TP)去除率分别高达40.05%、95.06%、97.52%;跑道池内微生物多样性较高,更易形成菌-藻共生系统,有利于污染物去除。该研究对中试规模多级放大沼液微藻培养系统进行了全面探究,可为户外大规模沼液微藻培养技术的实际应用提供技术参考。 展开更多
关键词 沼液 反应器 沼液资源化 小球藻 中试放大 多级处理
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聚球藻7002藻蓝蛋白的分离纯化研究 被引量:5
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作者 李思梦 风正 曾名湧 《食品工业科技》 CAS CSCD 北大核心 2016年第23期96-102,108,共8页
本文研究了聚球藻7002藻蓝蛋白的分离纯化工艺,为提高聚球藻7002藻蓝蛋白的纯度和提取率提供一定技术指导。采用组织捣碎法、超声波法、反复冻融法对细胞进行破碎提取藻蓝蛋白,比较了不同破壁法提取藻蓝蛋白的纯度和总蛋白提取率,采用... 本文研究了聚球藻7002藻蓝蛋白的分离纯化工艺,为提高聚球藻7002藻蓝蛋白的纯度和提取率提供一定技术指导。采用组织捣碎法、超声波法、反复冻融法对细胞进行破碎提取藻蓝蛋白,比较了不同破壁法提取藻蓝蛋白的纯度和总蛋白提取率,采用响应面法确定了最佳破壁条件,通过硫酸铵盐析、羟基磷灰石层析法提纯藻蓝蛋白,对结果进行SDS电泳鉴定。实验显示反复冻融法破壁效果最佳,响应面实验确定了最佳破壁条件为菌体浓度3.53 mg/m L、冻融次数6次、解冻温度37℃、最佳盐析浓度为硫酸铵55%,经羟基磷灰石层析后藻蓝蛋白纯度可达3.79。最终本实验得到了分离纯化聚球藻7002藻蓝蛋白的最佳工艺方法。 展开更多
关键词 聚球藻7002 藻蓝蛋白 反复冻融 响应面优化 分离纯化
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响应面方法优化聚球藻7002嗜铁素的发酵条件 被引量:2
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作者 风正 曾名湧 吴浩浩 《食品工业科技》 CAS CSCD 北大核心 2015年第19期224-228,232,共6页
为提高聚球藻7002嗜铁素的产量,采用响应面方法对其发酵条件进行优化。在单因素实验结果的基础上,根据BOX-Behnken中心组合原则,设计温度、p H、碳源、氮源4因素3水平响应面实验,以嗜铁素的相对含量为响应值优化聚球藻7002的发酵条件。... 为提高聚球藻7002嗜铁素的产量,采用响应面方法对其发酵条件进行优化。在单因素实验结果的基础上,根据BOX-Behnken中心组合原则,设计温度、p H、碳源、氮源4因素3水平响应面实验,以嗜铁素的相对含量为响应值优化聚球藻7002的发酵条件。实验所得最优发酵条件为温度31.7℃,p H 8.28,葡萄糖添加量14.47 g/L,氯化铵添加量0.19 g/L。聚球藻7002在优化所得条件下发酵15 d后,嗜铁素的相对含量达到95.42%,优化前仅为64.53%,嗜铁素的相对含量提高47.87%。响应面优化嗜铁素发酵条件的效果是显著的,嗜铁素产量得到明显提高。 展开更多
关键词 聚球藻7002 嗜铁素 发酵条件 响应面优化
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自鳕鱼皮中制备流感病毒神经氨酸酶抑制活性肽 被引量:2
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作者 苑宁 曾名湧 +4 位作者 风正 郭晓敏 王海涛 赵元晖 王伟 《中国海洋药物》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期1-7,共7页
目的自鳕鱼皮中制备流感病毒神经氨酸酶抑制活性肽。方法选用9种蛋白酶对鳕鱼皮胶原蛋白进行酶解,以神经氨酸酶抑制率为指标进行比较,选择最佳水解蛋白酶,用响应面法对酶解条件进行优化。结果与结论胃蛋白酶水解产物的抑制活性最高,且... 目的自鳕鱼皮中制备流感病毒神经氨酸酶抑制活性肽。方法选用9种蛋白酶对鳕鱼皮胶原蛋白进行酶解,以神经氨酸酶抑制率为指标进行比较,选择最佳水解蛋白酶,用响应面法对酶解条件进行优化。结果与结论胃蛋白酶水解产物的抑制活性最高,且呈剂量依赖性,IC50值为8.86mg.mL-1。响应面分析确定最佳酶解条件为加酶量1600U.g-1,底物浓度22mg.mL-1,酶解时间6.8h。在此最佳条件下,胃蛋白酶水解产物IC50值为7.95mg.mL-1。抗H1N1流感病毒活性的细胞实验结果显示,10mg.mL-1的胃蛋白酶酶解物病毒抑制率可达66.6%。 展开更多
关键词 鳕鱼皮 制备 酶解 抗病毒
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聚球藻7002嗜铁素的检测与分离 被引量:1
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作者 风正 赵元晖 +1 位作者 赵剑光 曾名湧 《微生物学通报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期231-237,共7页
【目的】探究聚球藻7002嗜铁素的检测和分离方法,为深入研究海洋嗜铁素提供科学依据。【方法】在缺铁MediumA中培养聚球藻7002,利用双层平板法、混合平板法和传统铬天青S(CAS)平板法定性检测嗜铁素,用CAS蓝色液体检测液定量检测嗜铁素... 【目的】探究聚球藻7002嗜铁素的检测和分离方法,为深入研究海洋嗜铁素提供科学依据。【方法】在缺铁MediumA中培养聚球藻7002,利用双层平板法、混合平板法和传统铬天青S(CAS)平板法定性检测嗜铁素,用CAS蓝色液体检测液定量检测嗜铁素。采用大孔树脂XAD-2和固定化金属离子亲和层析(IMAC)对嗜铁素进行分离,IMAC采用降低pH和竞争性洗脱两种洗脱方式。【结果】混合平板定性检测法更快速、高效、便捷。缺铁培养的聚球藻7002发酵液中,嗜铁素的相对含量高达93.50%。大孔树脂分离,上样液pH调为2.0时,嗜铁素吸附充分,分离效果较好。试验发现,分离得到的聚球藻7002嗜铁素在254nm紫外下具有明显的荧光特性。【结论】试验得到了聚球藻7002嗜铁素定性检测和分离的有效方法。 展开更多
关键词 聚球藻7002 铬天青S 大孔树脂XAD-2 固定化金属离子亲和层析
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耐高温胶原蛋白酶菌株的筛选和产酶条件优化 被引量:2
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作者 荆哲华 吴浩浩 +2 位作者 朱素芹 风正 曾名湧 《食品科技》 CAS 北大核心 2017年第12期11-17,共7页
以透明圈法、Azocoll法和16S r DNA,分离及鉴定耐高温、嗜中性和产胶原蛋白酶的菌株,并利用单因素和正交实验进行产酶条件优化,以提高其胶原蛋白酶活力。结果表明,8株耐高温、嗜中性和产胶原蛋白酶的菌株被选出。其中,胶原蛋白酶活力最... 以透明圈法、Azocoll法和16S r DNA,分离及鉴定耐高温、嗜中性和产胶原蛋白酶的菌株,并利用单因素和正交实验进行产酶条件优化,以提高其胶原蛋白酶活力。结果表明,8株耐高温、嗜中性和产胶原蛋白酶的菌株被选出。其中,胶原蛋白酶活力最高的菌株鉴定为Bacillus glycinifermentans。对B.glycinifermentans的产酶条件进行优化,确定了其最佳产酶条件为培养温度50℃、p H8.0、培养时间16 h、种龄10 h、装液量100 m L和接种量5%。条件优化后使其胶原蛋白酶活力由1.0215 U/m L提高至(5.97±0.52)U/m L。成功筛选到的目标菌,经过条件优化使其最大酶活力提高了4.8倍,为后续鱼骨的高效发酵提供了基础。 展开更多
关键词 耐高温胶原蛋白酶 菌株筛选 条件优化 Azocoll法
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光生物反应器培养聚球藻7002产嗜铁素的优化方法
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作者 赵剑光 赵元晖 +1 位作者 风正 曾名湧 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2015年第12期1403-1407,共5页
为了缩短聚球藻7002的培养周期、提高嗜铁素的产量,使用10L封闭式光生物反应器在铁限制条件下光自养培养聚球藻7002,研究光照强度、温度、CO2体积分数、通气量4个环境因素,以及接种比对嗜铁素分泌的影响,确定产生嗜铁素最优条件为:光照... 为了缩短聚球藻7002的培养周期、提高嗜铁素的产量,使用10L封闭式光生物反应器在铁限制条件下光自养培养聚球藻7002,研究光照强度、温度、CO2体积分数、通气量4个环境因素,以及接种比对嗜铁素分泌的影响,确定产生嗜铁素最优条件为:光照强度140μmol/(m2·s)、温度30℃、CO2体积分数0.5%、通气量1.5L/min、接种比1∶25。优化后嗜铁素含量终值可达(92.35±1.36)%,比摇瓶培养方式提高了49.29%;3d即可采收,比摇瓶培养提前了15d。 展开更多
关键词 嗜铁素 微藻培养 光生物反应器 聚球藻 7002
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聚球藻PCC7002营养特性分析 被引量:1
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作者 郭伟 风正 +5 位作者 冯一农 杨益盛 郭腾蛟 冯广鑫 吴浩浩 曾名湧 《食品工业科技》 CAS 北大核心 2019年第15期248-253,共6页
目的:分析聚球藻PCC7002(以下称"聚球藻")的化学组成和生长特性,为开发利用潜在微藻食品资源提供依据。方法:在实验室条件下培养、分离、干燥获得聚球藻藻粉,通过化学分析和原子吸收光谱、高效液相色谱、气相色谱-质谱联用等... 目的:分析聚球藻PCC7002(以下称"聚球藻")的化学组成和生长特性,为开发利用潜在微藻食品资源提供依据。方法:在实验室条件下培养、分离、干燥获得聚球藻藻粉,通过化学分析和原子吸收光谱、高效液相色谱、气相色谱-质谱联用等仪器分析方法分析其组成。结果:聚球藻分裂速度快,最大比生长速率达到1.023/d。成分分析表明,聚球藻蛋白质含量为65.79%,含有人体必需的氨基酸,脂质、碳水化合物含量低(分别为8.21%和9.30%),灰分含量高(13.23%)。进一步分析表明,聚球藻中多不饱和脂肪酸含量低(5.60%),藻蓝蛋白含量较高(15.81%),含有多种矿物质和维生素,其营养价值可以与螺旋藻和小球藻相媲美。结论:聚球藻具有开发为食品原料特别是功能食品或特医食品原料的潜力。 展开更多
关键词 聚球藻PCC7002 营养特性 蛋白质 脂肪酸 色素
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供氧策略对光合细菌污水资源化系统微生物群落及碳氮代谢影响
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作者 何仕超 卢海凤 +4 位作者 张光明 李保明 风正 司哺春 蒋伟忠 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期193-203,共11页
为应对连续供氧会削弱光合细菌(Photosynthetic Bacteria,PSB)污水资源化系统中PSB菌群优势的问题,基于PSB特殊的光合磷酸化与氧化磷酸化代谢互作机制,提出了12h-厌氧/12h-供氧的间歇供氧(A/M-O)策略,并与连续厌氧(A-O)、连续供氧(M-O)... 为应对连续供氧会削弱光合细菌(Photosynthetic Bacteria,PSB)污水资源化系统中PSB菌群优势的问题,基于PSB特殊的光合磷酸化与氧化磷酸化代谢互作机制,提出了12h-厌氧/12h-供氧的间歇供氧(A/M-O)策略,并与连续厌氧(A-O)、连续供氧(M-O)策略下PSB污水资源化效果、微生物群落结构和功能特点进行了对比,解析了供氧策略影响PSB碳氮代谢的机制.结果表明,A/M-O策略可显著提高PSB生物量(2419.3 mg·L^(-1))和蛋白质浓度(1411.5 mg·L^(-1)),较A-O和M-O组的生物量浓度分别提高了76.4%和26.4%,蛋白质浓度分别提高了67.4%和40.5%.M-O和A/M-O策略显著提高了化学需氧量(Chemical oxygen demand,COD)和氨氮(Ammonia,NH_(4)^(+)-N)去除率及蛋白质含量.上述3种供氧策略下系统菌群结构差异显著,系统中唯一的PSB菌种Ectothiorhodospira在A/M-O组中相对丰度提高至78.0%,分别比A-O和M-O组高1.5和4.4倍.M-O和A/M-O组的Ace和Chao指数、微生物网络的“节点”和“连接”数及正相关比例均高于A-O组,表明M-O和A/M-O策略有利于维持微生物群落结构和功能的稳定.Tax4Fun功能预测表明,A/M-O策略通过促进EMP途径和TCA循环的关键酶编码基因的相对丰度来提高生物量和蛋白质浓度;M-O和A/M-O策略通过提高碳代谢、氮代谢关键酶编码基因的相对丰度并改变系统的氧化还原电位(Oxidative redox potential,ORP)来提高系统的COD和NH_(4)^(+)-N去除率及蛋白质含量,强化了系统中氮代谢功能.研究结果创新了PSB污水资源化系统中保持PSB菌群占比优势、提升微生物群落结构和功能稳定性的方法. 展开更多
关键词 供氧策略 光合细菌 污水资源化 菌群优势 碳氮代谢
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中国与欧洲微藻产业概况及生物质精准应用 被引量:4
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作者 风正 秦松 葛保胜 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期146-158,共13页
中国是全球微藻生产第一大国,微藻产量占世界总产量的一半以上,其中螺旋藻占世界螺旋藻总产量的七八成。近年来,微藻产能的迅速提升加剧了供大于求的市场矛盾。中国微藻产业正处于发展的十字路口,实现微藻的精准应用是扩大市场需求的主... 中国是全球微藻生产第一大国,微藻产量占世界总产量的一半以上,其中螺旋藻占世界螺旋藻总产量的七八成。近年来,微藻产能的迅速提升加剧了供大于求的市场矛盾。中国微藻产业正处于发展的十字路口,实现微藻的精准应用是扩大市场需求的主要解决途径。本文简述了中国和欧洲微藻产业概况,对中国和欧洲微藻产量、养殖区域、生产模式等进行了对比。从精准应用出发,分析了微藻在人类健康及农业(渔业、畜牧业、种植业)中的精准应用,为中国微藻产业的未来发展寻找方向。微藻作为营养丰富的新资源食品原料,同时也是水产养殖中重要的饵料和饲料,具有多元化的应用前景。通过产学研深度融合,实现微藻的精准应用,将进一步助推中国微藻产业发展,从而为拓宽微藻应用市场和促进产业转型升级奠定基础。 展开更多
关键词 微藻产业 精准应用 人类健康 农业
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