尖針桿藻營養(yǎng)成分分析

神圣針桿藻是一種淡水藻類。在分類上，它屬于硅藻門脈無殼縫狀物的廣東針桿藻，細(xì)胞呈長桿狀。殼面披針形,中部寬,從中間到兩端逐漸狹窄,末端圓形或近頭狀;假殼縫狹窄,線形,中央?yún)^(qū)長方形,橫線紋細(xì)、平行排列,在10μm內(nèi)10-18條;帶面細(xì)線形。細(xì)胞長62-300μm。色素帶狀,2個(gè),具蛋白核。自然水體中分布廣泛,常在低溫、高溶氧、貧營養(yǎng)性的水體中形成幾近單一的優(yōu)勢種群,在冬春兩季特別適于尖針桿藻的生長。當(dāng)自來水廠引入富含尖針桿藻的水源水后,會堵塞濾池、影響凝聚、沉淀,針桿藻會在濾料表面板結(jié)成藻類泥糊堵塞濾池,其直接影響是反沖洗周期縮短和反沖耗水量呈幾何級數(shù)增長。此外由于光合作用,水中pH值升高,以及由于藻類作用,水中溶解氧增加,使礬花上浮也影響沉淀。對尖針桿藻主要營養(yǎng)成分進(jìn)行分析檢測,找出堵塞濾池的原因,為下一步的常規(guī)工藝處理含尖針桿藻的原水提供理論數(shù)據(jù)。1.材料和方法1.1培養(yǎng)條件及光期實(shí)驗(yàn)中用的尖針桿藻均由本實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)保存。培養(yǎng)條件:培養(yǎng)溫度控制在(15±1)℃,pH為7.2,光照強(qiáng)度2600lux,光期:暗期=16h:8h。培養(yǎng)基成分見文獻(xiàn)。1.2實(shí)驗(yàn)方法1.2.1測定藻液中總吸光值的測定用顯微鏡觀察藻細(xì)胞的生長狀態(tài),再用血球計(jì)數(shù)板計(jì)算細(xì)胞數(shù)目。然后用藻種用純水稀釋成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)系列,在254nm處的測定其吸光值,作出曲線,再每天定時(shí)取一定量的藻液,適當(dāng)稀釋后,用瓦里安caryUV-400紫外可見光分光光度計(jì)測定培養(yǎng)液在254nm處的吸光值,利用吸光值在曲線上查出每毫升藻液所含的個(gè)數(shù)。通過和顯微鏡鏡檢的數(shù)值對比,得出的結(jié)論一致,以此來判斷藻液的生長情況。1.2.2上清液的制備藻細(xì)胞油脂的測定方法參見文獻(xiàn)。取1g藻粉,加入3mL氯仿/甲醇(2:1)溶液混勻,室溫下攪拌20min,然后8000r/min離心10min,取上清液。重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)2次,合并所有上清液于已經(jīng)稱好質(zhì)量的試管中,置于70℃水浴上揮發(fā)干溶劑,然后在紅外干燥箱中低溫烘干,稱質(zhì)量,得到油脂的質(zhì)量。1.2.3丙酮溶液提取葉綠素的測定方法參見文獻(xiàn)。取10mL藻液,l萬r/min離心5min,去上清液后加入80%丙酮5mL,置于4℃冰箱中提取24h。然后取出離心,取上清丙酮提取液在cary一400中測其吸收光譜,并用下列公式計(jì)算總?cè)~綠素含量:總?cè)~綠素含量(μg/ml)=7.15A663+18.71A6471.2.4naoh調(diào)ph取0.5g藻粉于試管中,加入6mol/LHCl10mL、水15mL,于沸水浴中加熱30min,冷卻后以6mol/LNaOH調(diào)pH至中性,以水定容到100mL,然后過濾。取濾液10mL于100mL容量瓶中,再以水定容至100mL。溶液中的還原糖含量用3,5一二硝基水楊酸法測定。藻細(xì)胞的總糖含量用下列公式計(jì)算:總糖(%)=還原糖×0.9多糖水解后,葡萄糖分子殘基上加了一分子水,因此在結(jié)果中需要扣除已加入的水量,測定所得糖量乘以0.9即為實(shí)際樣品中總糖量。1.2.5考馬斯-奔馳法bradford法1測定了藻細(xì)胞的總蛋白質(zhì)含量，文獻(xiàn)[9-10]2.藻種的營養(yǎng)成分尖針桿藻中油脂、葉綠素、總糖、蛋白質(zhì)的含量見表1。從表1可以看出,在相同實(shí)驗(yàn)條件下,尖針桿藻含有大量的油脂,總脂含量高達(dá)細(xì)胞干重的2.53%。至目前為止國內(nèi)外對此研究很少,國外也只對硅藻生化成分的研究較多,目前,在硅藻的多種無機(jī)元素,如Ca、Mg、K、Na、Fe、Zn、Cu等,以及硅藻氨基酸、β-胡蘿卜素等方面都做了很多研究,而硅藻油脂方面只有些關(guān)于油脂成分的報(bào)道和利用硅藻油脂開發(fā)生物柴油方面的報(bào)道,但是,在尖針桿藻的營養(yǎng)成分方面,對于油脂的研究還沒有,也沒有利用尖針桿藻的報(bào)道。從表1還可以看出,尖針桿藻葉綠素含量也較高,達(dá)細(xì)胞干重的1.30μg/mg。藻體內(nèi)的葉綠素能利用光能和熱能進(jìn)行光合作用而產(chǎn)生糖和淀粉,同時(shí)釋放氧氣,在養(yǎng)殖池內(nèi),藻類制造的氧氣量占80%,其余由攪動、空氣、以及微生物所產(chǎn)生,藻類產(chǎn)生的糖和淀粉是水生生物的營養(yǎng)源。可見,在培養(yǎng)過程中藻類是非常重要而且必要的。尖針桿藻多糖含量是細(xì)胞干重的2.13%,這是通過大量的實(shí)驗(yàn)分析檢測出來的。本實(shí)驗(yàn)所測定的藻種的蛋白質(zhì)含量在數(shù)值上較低,原因可能是由于本實(shí)驗(yàn)是用未經(jīng)干燥的濕藻細(xì)胞計(jì)算。由于濕的藻細(xì)胞含有大量的水分,這使得蛋白質(zhì)含量在數(shù)值上表現(xiàn)較低。不同藻類中都會含有不同含量的蛋白質(zhì),這是不爭的事實(shí),已經(jīng)有相當(dāng)多的關(guān)于螺旋藻、鹽藻、刺松藻蛋白質(zhì)方面的報(bào)道,大多數(shù)都以干燥粉計(jì)算蛋白質(zhì)的含量,卻沒有以濕藻細(xì)胞計(jì)算的,致使在這一數(shù)值上一直是空白。3.營養(yǎng)成分分析水是生命之源,更是人類賴以生存發(fā)展不可缺少的寶貴資源,在城市供水高速發(fā)展、供水需求矛盾已基本緩解的背景下,國家對水質(zhì)的新標(biāo)準(zhǔn)(GB5749—2006)的實(shí)施,標(biāo)志著城市供水的戰(zhàn)略重點(diǎn)已由增加滿足水量轉(zhuǎn)向提高和改善水質(zhì)。因此,保證供水水質(zhì)和供水安全,既是政府的重要職責(zé),更是供水企業(yè)必須具備的最基本最重要的條件。本試驗(yàn)所研究的硅藻中尖針桿藻的營養(yǎng)成分分析,這是在以前的報(bào)道中沒有的,在很多淡水水庫都存在尖針桿藻,當(dāng)尖針桿藻成為優(yōu)勢種群時(shí),常規(guī)處理工藝的水廠如用含大量尖針桿藻的原水就會發(fā)生濾池堵塞的情況,就會增大混凝劑、消毒劑用量;縮短反沖洗周期;加大反沖洗水量,影響常規(guī)處理工藝處理效果,增大供水成本。大量的藻類還會影響水質(zhì),產(chǎn)生色、臭、味,分泌一些藻毒素,影響著人體健康。世界衛(wèi)生組織曾指出:人的疾病80%與飲水有關(guān)。有資料證明,許多疾病與飲水的品質(zhì)有直接關(guān)系。對于尖針桿藻研究不應(yīng)僅僅局限在一些簡單營養(yǎng)成分的分析上,而應(yīng)對尖針桿藻堵塞濾池