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盐田的中低卤区蒸发池池底普遍生长着藻垫,藻垫的生长有利于盐业生产。藻垫多糖在藻垫的形成过程中起着关键作用,丝状蓝藻是藻垫的主体结构,蓝藻胞外多糖(EPS)是藻垫多糖的主要来源。本文采用微吸管法、平板划线法和趋光法从连云港台南盐场藻垫中分离到三种常见的底栖丝状蓝藻,经形态学和16SrRNA序列分析鉴定为鞘丝藻(Lyngbya sp.)、微鞘藻(Microcoleus sp.)和颤藻(Oscillatoria sp.)。
研究了不同生长期、培养条件和营养条件对鞘丝藻和颤藻生长及胞外多糖产量的影响。结果显示鞘丝藻和颤藻的最适生长盐度均为2.4%NaCl,与颤藻相比,高盐对鞘丝藻生长的抑制作用更加明显;氮磷营养限制条件下鞘丝藻和颤藻的生长都受到显著的抑制,而且氮营养限制比磷营养限制对藻生长的抑制作用更显著。鞘丝藻和颤藻在整个生长期内都释放胞外多糖。高盐度和氮磷营养限制条件下,都能促进鞘丝藻和颤藻的胞外多糖产量,这表明高盐和氮磷营养限制能够促进盐田中鞘丝藻和颤藻产生更多的胞外多糖,有利于盐田藻垫的形成和稳定,有利于盐田藻垫的防渗和净化卤水。
对鞘丝藻、微鞘藻和颤藻释放到培养基中的胞外多糖(RPSs)的单糖组分进行了分析,结果显示微鞘藻和颤藻的胞外多糖均由鼠李糖、岩藻糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖六种中性单糖组成,其摩尔比分别为1.4∶1.2∶1.3∶1.4∶1.0∶1.2和1.0∶1.0∶1.3∶2.6∶2.0∶6.2。鞘丝藻胞外多糖中鼠李糖、岩藻糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖的摩尔比为4.8∶4.3∶1.0∶2.4∶3.4。鞘丝藻、微鞘藻和颤藻胞外多糖中都含有葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸,其含量分别为7.6%、4.1%和10.2%。鞘丝藻、微鞘藻和颤藻胞外多糖中硫酸基团的含量分别为16.0%、23.5%和27.7%,总脂的含量分别为7.2%、4.2%和7.1%。
研究了三种丝状蓝藻释放到培养基中的胞外多糖对高岭土的絮凝特性,探讨了多糖浓度、金属离子浓度、pH和高温对絮凝活性的影响。实验结果显示三种丝状蓝藻胞外多糖都具有絮凝活性,该絮凝活性必须在较高的金属离子浓度下才能表现出来。鞘丝藻、微鞘藻和颤藻的胞外多糖的絮凝效率均随着金属离子浓度的升高而增大,当NaCl和KCl、MgCl2和CaCl2浓度分别达到0.4 M和0.2 M时,絮凝效率趋于平稳。当NaCl、KCl、MgCl2或CaCl2存在时,多糖浓度为20 mg/L(鞘丝藻和颤藻)或40mg/L(微鞘藻)时絮凝效率最大,高于或者低于这个浓度,絮凝效率都下降。三种丝状蓝藻胞外多糖的絮凝效率均随着pH的上升而呈现下降趋势。多糖溶液121℃下处理15 min后,鞘丝藻胞外多糖的絮凝活性不受抑制,而微鞘藻胞外多糖的絮凝活性受到抑制。具有絮凝活性的胞外多糖的释放可以促进藻土的共絮凝,有利于藻垫的形成和稳定。此外,盐田底栖丝状蓝藻也可能作为生物絮凝剂的来源。
盐生隐杆藻(Aphanothece halophytica GR02)是一种单细胞嗜盐蓝藻,在生长期内不断地释放胞外多糖。本文研究了盐生隐杆藻胞外多糖(AH-RPS)对藻土共絮凝的抑制作用,并对其分散特性进行了分析。盐生隐杆藻胞外多糖能够抑制藻细胞和土颗粒的共絮凝,在同样的高岭土浓度下,藻细胞的絮凝效率随着胞外多糖浓度的升高而下降。盐生隐杆藻胞外多糖对藻土共絮凝的抑制机制与其对土颗粒的分散活性相关。盐生隐杆藻胞外多糖对高岭土的分散活性在pH3-10和高温(pH7,121℃下处理15 min)条件下稳定。在0.0125-2 M的浓度范围内,NaCl、MgCl2或者CaCl2对盐生隐杆藻胞外多糖的分散活性具有促进作用;在0.0125-0.4 M的浓度范围内,KCl对盐生隐杆藻胞外多糖的分散活性有促进作用,大于0.4 M对分散活性有抑制作用。这说明在盐田卤水中,盐生隐杆藻胞外多糖可能会抑制藻细胞和土颗粒的共絮凝,从而导致了混卤现象的发生。与之前报道的多糖分散剂相比,盐生隐杆藻胞外多糖可用于含有高浓度的单价或者二价金属离子的环境中,具有良好的工业应用前景。
研究了盐生隐杆藻胞外多糖对用三氯化铁絮凝法收获该藻的影响。研究结果显示盐生隐杆藻胞外多糖对用三氯化铁絮凝藻有显著的抑制作用。抑制机制是盐生隐杆藻胞外多糖通过络合铁元素与藻细胞竞争铁元素,使用于絮凝过程中的铁元素减少,从而导致絮凝效率的下降。许多微藻在生长过程中能够产生大量的胞外多糖,因此在用多价金属离子絮凝法采收藻细胞时,我们需要考虑到多糖的影响。