CN108866121A - 利用高浓度豆腐废水培养两株小球藻生产多糖的研究方法 - Google Patents

利用高浓度豆腐废水培养两株小球藻生产多糖的研究方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108866121A
CN108866121A CN201810444074.2A CN201810444074A CN108866121A CN 108866121 A CN108866121 A CN 108866121A CN 201810444074 A CN201810444074 A CN 201810444074A CN 108866121 A CN108866121 A CN 108866121A
Authority
CN
China
Prior art keywords
chlorella
polysaccharide
culture
tofu wastewater
wastewater
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810444074.2A
Other languages
English (en)
Inventor
宋春风
张尔雅
凌亿锋
吕希晰
宋晨
万芮含
刘铮铮
王立国
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin University
Original Assignee
Tianjin University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin University filed Critical Tianjin University
Priority to CN201810444074.2A priority Critical patent/CN108866121A/zh
Publication of CN108866121A publication Critical patent/CN108866121A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/04—Polysaccharides, i.e. compounds containing more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic bonds

Landscapes

  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

本发明公开一种利用高浓度豆腐废水培养两株小球藻生产多糖的研究方法，主要步骤包括：1)小球藻接种；2)废水预处理；3)小球藻培养；4)多糖标准曲线绘制；5)小球藻中多糖的测定。稀释10倍后的豆腐废水最适合两株小球藻的培养，其中小球藻L166的多糖生产率高达2.86mg·L‑1·d‑1，具有同步废水利用和经济效益的生物质生产的双重作用。

Description

利用高浓度豆腐废水培养两株小球藻生产多糖的研究方法
技术领域
本发明涉及微藻生物处理技术领域，具体涉及一种利用高浓度豆腐废水培养两株小球藻生产多糖的研究方法。
背景技术
我国的豆腐产量大，由豆腐生产而排放的废水量也很大。将一吨大豆加工成豆腐产生约7-10吨废水，废水的化学需氧量(COD)为8-20g/L。现如今并没有专门化的处理技术，对豆腐废水处理的研究都集中在厌氧过滤器、上流式厌氧污泥流化床等采用厌氧为主的工艺。尽管厌氧发酵处理适合于能量回收的高浓度废水的处理同时能产生沼气，但是无法去除生物氮和磷，并且需要不断调节处理过程中液体的碱度。一个最佳的处理过程应该是利用生物的生产，同时去除有机物和氮磷污染物。
豆腐废水(SPW)包含单糖、低聚糖、维生素、有机酸、氨基酸、脂类、乳清蛋白、异黄酮、皂甙、P、Ca、Fe、和其他营养物质[1-2]。豆腐废水中含有氮、磷、有机物等营养物质能被小球藻利用，它可以作为一种有效的有机废水来实现小球藻生物质生产。由于豆腐废水含有可用的营养物质且一般无有毒有害，对抑制小球藻生长作用不明显，用经适当处理的豆腐废水作为培养基可以大大提高经济效益，既利用了豆腐废水中丰富的营养物质，又促进了生物质的生产，达到了双重优化的效果。
小球藻在培养过程中积累生物质，其中多糖是一种有效的成分。多糖测定的方法主要是苯酚-硫酸法、蒽酮浓硫酸法、DDS法、碘量法等。本专利对微藻多糖的测定则采用苯酚-硫酸法，原理是多糖在浓硫酸作用下能够水解生成单糖,单糖迅速脱水生成糖醛衍生物后与苯酚缩合可生成一种橙黄色的化合物,该化合物颜色稳定且在波长490nm处有最大的吸收值,显色时间长可用比色法测定，其吸光度与总糖含量成线性关系[3]。
发明内容
本发明的目的在于克服上述背景技术存在的缺陷，提供一种利用高浓度豆腐废水培养小球藻并测定小球藻中多糖生产率的研究方法。该研究方法不仅利用及处理了豆腐废水节约培养成本同时可以获得小球藻中高价值的化学品成分多糖，实现了环境和经济的双重作用。
本发明为解决背景技术中的技术问题提出的技术方案如下：利用高浓度豆腐废水培养两株小球藻生产多糖的研究方法，包括如下步骤：
1)小球藻接种：
(1)将小球藻L166和L38分别接种于容器内；
(2)添加BG-11培养基；
(3)接种体积为8-10.5％(V接种物/V培养基)；
(4)置于光培养箱中培养7-10天：培养条件为温度22-25℃，白色荧光照明4000-6000Lx并通入0.5-1.0L.min-1的过滤灭菌空气条件下培养；2)废水预处理：
(1)将豆腐废水离心、过滤并进行100-121℃高压灭菌处理；
(2)将灭菌后的豆腐废水分别稀释10倍和100倍，向12个锥形瓶中分别加入不同稀释倍数的豆腐水样200ml，每个稀释浓度设置6个样品；
3)小球藻培养：
在6个稀释10倍的豆腐废水样品中分别接种两种小球藻L166和L38各3瓶，控制初始吸光度为0.1±0.05；
在6个稀释100倍的豆腐废水样品中分别接种两种小球藻L166和L38各3瓶，控制初始吸光度为0.1±0.05；
培养条件为：温度培养条件22-25℃，白色荧光照明4000-6000Lx；
4)测定小球藻多糖。
所述步骤4)测定小球藻多糖的具体步骤如下：
(1)培养20-25天后，取各个稀释倍数豆腐废水培养条件下的小球藻样品L166和L38各20ml，转速5000rpm离心20min，弃上清液；
(2)将底部微藻固体在105℃下24h烘干，研磨成粉末状；
(3)取样品20mg，加入蒸馏水约3.0ml，在100℃下水浴2h；
(4)取上清液2.0ml，转速5000rpm离心20min，再通过真空泵中速滤纸过滤；
(5)取1.25ml滤液加入8.75ml无水乙醇于4℃下沉淀12h；
(6)将乙醇沉淀后的样品离心在转速5000rpm离心20min，舍弃上清液并将沉淀物溶于2.0ml蒸馏水中，充分摇匀；
(7)分别取1.0、0.5、0.2、0.1ml多糖水溶液稀释至1.0ml(即原液不稀释、稀释2倍、5倍和10倍)；
(8)使用移液管分别加入5％苯酚0.5ml及浓硫酸2.5ml；
(9)充分摇匀后放入100℃水浴锅中20min，冷却至室温；
(10)在490nm处进行紫外分光光度法测定，根据吸光度查找标准曲线计算多糖生产率(mg/L/d)：
所述步骤2)中豆腐废水原始水质：化学需氧量22.7±0.74g/L，总氮0.95±0.05mg/L，总磷0.12±0.007g/L。
与现有技术相比，本发明具有的优点：
1)本发明研究结果表明：通过20-25d的培养之后，在稀释10倍的废水中培养的L166小球藻多糖生产率最高，达2.86mg·L-1·d-1；
2)本发明将废水处理与生物质生产耦合一起，不需要额外补充营养，可以成为具有同步废水利用和具有成本效益的生物质生产的双重战略。
附图说明
图1是苯酚-硫酸法测多糖的标准曲线；
图2是在稀释10倍及100倍豆腐废水中培养的小球藻L166和L38的多糖生产率。
具体实施方式
下面通过具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。本发明的实施例是为了更好地使本领域的技术人员更好地理解本发明，并不对本发明作任何的限制。
本发明是一种利用高浓度豆腐废水培养小球藻并测定小球藻中多糖生产率的研究方法，包括如下步骤：
1)小球藻接种：
(1)将小球藻L166和L38分别接种于容器内；
(2)添加BG-11培养基；
(3)接种体积为8-10.5％(V接种物/V培养基)；
(4)置于光培养箱中培养7-10天：培养条件为温度22-25℃，白色荧光照明4000-6000Lx并通入0.5-1.0L.min-1的过滤灭菌空气条件下培养；
上述步骤1)中(2)所述的BG-11培养基组成为下表1所示：
表1BG-11培养基成分和含量
名称 浓度/(mg.L-1) 名称 浓度/(mg.L-1)
NaNO3 1500 Na2CO3.10H2O 54
K2HPO4.3H2O 52.4 MgSO4 36.6
CaCl2·2H2O 36 柠檬酸 6
Na2EDTA 1.0 柠檬酸铁 5.5
H3BO3 2.86 ZnSO4·7H2O 0.22
Na2MoO4.2H2O 0.39 MnCl2.4H2O 1.86
Co(NO3)2·6H2O 0.049 CuSO4·5H2O 0.079
2)废水预处理：
(1)将豆腐废水离心、过滤并进行100-121℃高压灭菌处理；
(2)将灭菌后的豆腐废水分别稀释10倍和100倍，向12个锥形瓶中分别加入不同稀释倍数的豆腐水样200ml，每个稀释浓度6个样品；具体详见表2为实施例1至12中12个样品工艺条件；
(3)调节pH为7-9；
其中豆腐废水原始水质：化学需氧量(COD)22.7±0.74g/L，总氮(TN)0.95±0.05mg/L，总磷(TP)0.12±0.007g/L；
3)小球藻培养：
在6个稀释10倍的豆腐废水样品中分别接种两种小球藻L166和L38各3瓶，控制初始吸光度为0.1±0.05；
在6个稀释100倍的豆腐废水样品中分别接种两种小球藻L166和L38各3瓶，控制初始吸光度为0.1±0.05；
培养条件为：温度22-25℃，白色荧光照明4000-6000Lx；培养条件为温度22-25℃，白色荧光照明4000-6000Lx；
4)多糖标准曲线的绘制：
准确称取经过105℃干燥后的无水葡萄糖100mg于100ml容量瓶中，浓度为1mg/m；取其中10ml加入90ml蒸馏水稀释浓度为0.1mg/ml作为标准溶液；分别吸取0.8、0.6、0.4、0.2、0.1ml标准溶液各以蒸馏水补至1.0ml，然后加入5％苯酚0.5ml及浓硫酸2.5ml，充分摇匀；放入100℃水浴锅中20min后冷却至室温；如图1所示在490nm处用紫外分光光度法测定，绘制吸光度与多糖浓度的标准曲线；
5)小球藻多糖的测定：
培养20-25天后，取稀释10倍和100倍豆腐废水培养下的小球藻L166和L38藻液各20ml，转速5000rpm离心20min，弃上清液；
将底部微藻固体在105℃下24h烘干，研磨成粉末状；取样品20mg，加入蒸馏水约3.0ml，在100℃下水浴2h；取上清液2.0ml，转速5000rpm离心20min，再通过真空泵中速滤纸过滤；
取1.25ml滤液加入8.75ml无水乙醇于4℃下沉淀12h；将乙醇沉淀后的样品离心在转速5000rpm离心20min；
舍弃上清液并将沉淀物溶于2.0ml蒸馏水中，充分摇匀；分别取1.0、0.5、0.2、0.1ml多糖水溶液稀释至1.0ml(即原液不稀释、稀释2倍、5倍和10倍)；
使用移液管分别加入5％苯酚0.5ml及浓硫酸2.5ml，充分摇匀后放入100℃水浴锅中20min冷却至室温；在490nm下进行紫外分光光度法测定；
根据吸光度查找标准曲线计算多糖生产率(mg/L/d)：
本发明具体实施例按照上述步骤1)至步骤5)进行，实施例1至实施例12工艺参数见表2：
表2实施例1至12工艺参数
如图2所示，为20-25d的豆腐废水培养之后，在稀释10倍和100倍的废水中培养表现，可以看出稀释10倍的豆腐废水更利于两株小球藻L166和L38的多糖生产，其中L166小球藻多糖生产率最高，达2.86mg·L-1·d-1；本发明将高浓度的豆腐废水作为小球藻的培养基质，不仅提供了充足的营养物质促进小球藻的生长及高值化学品的积累，同时也实现了废水的利用与净化，是一种高效环保的培养模式。
应当理解的是，这里所讨论的实施方案及实例只是为了说明，对本领域技术人员来说，可以加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
相关文献：
[1].Lopes Barbosa,A.C.,Lajolo,F.M.,Genovese,M.I.,2006.Influence oftemperature,pH and ionic strength on the production of isoflavone-rich soyprotein isolates.Food Chem.98,757–766.
[2].Tang,C.-H.,Ma,C.-Y.,2009.Effect of high pressure treatment onaggregation and structural properties of soy protein isolate.LWT–FoodSci.Technol.42,606–611.
[3].涂波，汪志勇.当归补血汤颗粒中黄芪多糖的含量测定[J].中国实验方剂学杂志,2011,17(18):115-117.

Claims (3)

1.利用高浓度豆腐废水培养两株小球藻生产多糖的研究方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)小球藻接种：
(1)将小球藻L166和L38分别接种于容器内；
(2)添加BG-11培养基；
(3)接种体积为8-10.5％(V接种物/V培养基)；
(4)置于光培养箱中培养7-10天：培养条件为温度22-25℃，白色荧光照明4000-6000Lx并通入0.5-1.0L.min-1的过滤灭菌空气条件下培养；
2)废水预处理：
(1)将豆腐废水离心、过滤并进行100-121℃高压灭菌处理；
(2)将灭菌后的豆腐废水分别稀释10倍和100倍，向12个锥形瓶中分别加入不同稀释倍数的豆腐水样200ml，每个稀释浓度设置6个样品；
3)小球藻培养：
在6个稀释10倍的豆腐废水样品中分别接种两种小球藻L166和L38各3瓶，控制初始吸光度为0.1±0.05；
在6个稀释100倍的豆腐废水样品中分别接种两种小球藻L166和L38各3瓶，控制初始吸光度为0.1±0.05；
培养条件为：温度培养条件22-25℃，白色荧光照明4000-6000Lx；
4)测定小球藻多糖。
2.根据权利要求1所述的利用高浓度豆腐废水培养两株小球藻生产多糖的研究方法，其特征在于，所述步骤4)测定小球藻多糖的具体步骤如下：
(1)培养20-25天后，取各个稀释倍数豆腐废水培养条件下的小球藻样品L166和L38各20ml，转速5000rpm离心20min，弃上清液；
(2)将底部微藻固体在105℃下24h烘干，研磨成粉末状；
(3)取样品20mg，加入蒸馏水约3.0ml，在100℃下水浴2h；
(4)取上清液2.0ml，转速5000rpm离心20min，再通过真空泵中速滤纸过滤；
(5)取1.25ml滤液加入8.75ml无水乙醇于4℃下沉淀12h；
(6)将乙醇沉淀后的样品离心在转速5000rpm离心20min，舍弃上清液并将沉淀物溶于2.0ml蒸馏水中，充分摇匀；
(7)分别取1.0、0.5、0.2、0.1ml多糖水溶液稀释至1.0ml；
(8)使用移液管分别加入5％苯酚0.5ml及浓硫酸2.5ml；
(9)充分摇匀后放入100℃水浴锅中20min，冷却至室温；
(10)在490nm处进行紫外分光光度法测定，根据吸光度查找标准曲线计算多糖生产率(mg/L/d)：
3.根据权利要求1所述的利用高浓度豆腐废水培养两株小球藻生产多糖的研究方法，其特征在于，所述步骤2)中豆腐废水原始水质：化学需氧量22.7±0.74g/L，总氮0.95±0.05mg/L，总磷0.12±0.007g/L。
CN201810444074.2A 2018-05-10 2018-05-10 利用高浓度豆腐废水培养两株小球藻生产多糖的研究方法 Pending CN108866121A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810444074.2A CN108866121A (zh) 2018-05-10 2018-05-10 利用高浓度豆腐废水培养两株小球藻生产多糖的研究方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810444074.2A CN108866121A (zh) 2018-05-10 2018-05-10 利用高浓度豆腐废水培养两株小球藻生产多糖的研究方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108866121A true CN108866121A (zh) 2018-11-23

Family

ID=64333617

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810444074.2A Pending CN108866121A (zh) 2018-05-10 2018-05-10 利用高浓度豆腐废水培养两株小球藻生产多糖的研究方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108866121A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109621699A (zh) * 2019-01-28 2019-04-16 天津大学 一种基于废水培养强化的化学吸收与生物转化耦合的co2捕集方法
CN109897784A (zh) * 2019-02-27 2019-06-18 天津大学 一种新型的两阶段自养-异养培养促进微藻脂质的方法
CN110387332A (zh) * 2019-07-09 2019-10-29 天津大学 一种利用人工市政污水培养小球藻积累并提取蛋白质的研究方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1076700A (zh) * 1992-03-23 1993-09-29 不二制油株式会社 水溶性多糖及其制备方法
CN101460609A (zh) * 2006-05-12 2009-06-17 亚利桑那州立大学董事会，代表亚利桑那州立大学法人团体利益 新的小球藻属（chlorella）物种及其应用
CN102229889A (zh) * 2011-05-31 2011-11-02 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一株小球藻及其培养方法和应用
WO2014160350A1 (en) * 2013-03-14 2014-10-02 Kuehnle Agrosystems, Inc. Improved wastewater treatment systems and methods
CN104195198A (zh) * 2014-09-01 2014-12-10 石河子大学 一种从小球藻中提取多糖的方法
CN104677893A (zh) * 2014-10-13 2015-06-03 中山安荞生物科技有限公司 一种云芝发酵液中多糖含量的测定方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1076700A (zh) * 1992-03-23 1993-09-29 不二制油株式会社 水溶性多糖及其制备方法
CN101460609A (zh) * 2006-05-12 2009-06-17 亚利桑那州立大学董事会，代表亚利桑那州立大学法人团体利益 新的小球藻属（chlorella）物种及其应用
CN102229889A (zh) * 2011-05-31 2011-11-02 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一株小球藻及其培养方法和应用
WO2014160350A1 (en) * 2013-03-14 2014-10-02 Kuehnle Agrosystems, Inc. Improved wastewater treatment systems and methods
CN104195198A (zh) * 2014-09-01 2014-12-10 石河子大学 一种从小球藻中提取多糖的方法
CN104677893A (zh) * 2014-10-13 2015-06-03 中山安荞生物科技有限公司 一种云芝发酵液中多糖含量的测定方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DONG YUNSHIN等: "Biodiesel production from Scenedesmus bijuga grown in anaerobically digested food wastewater effluent", 《BIORESOURCE TECHNOLOGY》 *
SHUHONG LI等: "Utilization of soybean curd residue for polysaccharides by Wolfiporia extensa (Peck) Ginns and the antioxidant activities in vitro", 《JOURNAL OF THE TAIWAN INSTITUTE OF CHEMICAL ENGINEERS》 *
SU HONGYANG等: "Cultivation of Chlorella pyrenoidosa in soybean processing wastewater", 《BIORESOURCE TECHNOLOGY》 *
周连宁等: "利用豆制品废水培养小球藻的研究", 《广东农业科学》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109621699A (zh) * 2019-01-28 2019-04-16 天津大学 一种基于废水培养强化的化学吸收与生物转化耦合的co2捕集方法
CN109897784A (zh) * 2019-02-27 2019-06-18 天津大学 一种新型的两阶段自养-异养培养促进微藻脂质的方法
CN110387332A (zh) * 2019-07-09 2019-10-29 天津大学 一种利用人工市政污水培养小球藻积累并提取蛋白质的研究方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102888354B (zh) 纺锤形赖氨酸芽孢杆菌及利用其降解铜绿微囊藻的方法
CN108866121A (zh) 利用高浓度豆腐废水培养两株小球藻生产多糖的研究方法
CN104342390A (zh) 一种苜蓿中华根瘤菌株及其组合物与应用
CN102816707B (zh) 一株产朊假丝酵母菌株及其在制备富硒酵母产品中的应用
CN103805546A (zh) 约翰逊不动杆菌aj-3菌株及其用途
CN103409340B (zh) 一种微生物菌株及其菌剂在含酚废水生物处理中的应用
CN109628315A (zh) 一种培养小球藻并提升其生物量和油脂产率的方法
CN113005048B (zh) 一种产黑链霉菌cys22、其代谢产物及应用
CN108893499A (zh) 利用高浓度豆腐废水培养两株小球藻生产油脂的研究方法
CN104232559B (zh) 养殖微藻的方法及生产油脂的方法
CN109182151A (zh) 银杏内生真菌的分离筛选方法
CN107760605A (zh) 一种利用微藻培养净化豆腐废水的研究方法
CN105567575A (zh) 一株紫孢菌新菌株f1及其应用
CN104403952A (zh) 一种菌核侧耳新菌种及其栽培方法和应用
CN103865841A (zh) 一种醋酸杆菌及其利用杏皮渣固态发酵制备的果醋
CN104402120B (zh) 用白腐菌处理废水中亚甲基蓝的方法
CN110982859A (zh) 一种利用养猪污水生产碳水化合物的方法
CN108410920A (zh) 利用高浓度豆腐废水培养小球藻l166生产多糖和油脂的优化方法
CN108033564A (zh) 一种利用微藻培养净化豆腐废水的优化方法
CN112707510B (zh) 一种耦合糠醛废水处理与微藻培养的方法
CN105349481A (zh) 一种红豆杉根际多环芳烃降解菌的筛选方法及应用
CN106399121B (zh) 一种紫色红曲菌菌株
CN110814018A (zh) 基于平菇和黄孢原毛平革菌的土壤修复方法
CN107177506A (zh) 一种利用粗甘油优化污泥脱水液培养小球藻的方法
CN108911452A (zh) 一种利用草酸青霉改善柠檬酸废水污泥脱水性能的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20181123