全面供光策略调控废水培养光合细菌产单细胞蛋白

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作   者：

王晓丹;  卢海凤;  张光明;  司哺春;  卞含笑;  唐帅;  蒋伟忠;  李保明; 

作者机构：

中国农业大学三亚研究院;  中国农业大学水利与土木工程学院;  河北工业大学能源与环境学院;  农业农村部设施农业工程重点实验室; 

关键词：

光质;  光强;  光周期;  光合细菌;  单细胞蛋白;  污染物降解; 

期刊名称：

农业工程学报

i s s n：

1002-6819

年卷期：

2024 年 11 期

页   码：

227-237

摘   要：

为拓展蛋白质来源,缓解中国饲料蛋白资源短缺现状,该研究通过供光策略调控强化了沼泽红假单胞菌(R.palustris)从废水中回收菌体资源及单细胞蛋白(single cell protein, SCP)的效果,并解析了不同供光策略下物质合成与污染物降解之间的相关性。结果表明:在白炽灯、120μmol/(m~2·s)的光强及18 h光/6 h暗(L/D)的光周期条件下菌体的生物量及日产量可达(1 140.56±19.72) mg/L及(0.32±0.02) g/(L·d),相较于24 L/0 D、 3 L/21 D及9 L/15 D组分别提高了17.06%～93.21%、54.43%～299.93%(P<0.05);在白炽灯、120 μmol/(m~2·s)的光强及3 h光/21 h暗的光周期条件下,菌体的蛋白质质量分数最高,为67.47%,相较于其他所有试验组提高了21.96%～44.54%(P<0.05)。化学需氧量(chemical oxygen demand, COD)和氨氮(ammonia nitrogen, NH_4~+-N)去除率在白炽灯、120 μmol/(m~2·s)的光强及18 h光/6 h暗的光周期条件下可达72.03%～78.40%。相关性分析表明,光强、光质分别与蛋白质含量及浓度呈显著负相关;而光周期与蛋白质浓度呈显著正相关,因此,光周期是R. palustris从废水体系中提升SCP产量的有效调控方法。该研究为提高废水体系中光合细菌合成SCP提供了新的方法与思路。