低成本共培养星芒藻(Vischeria stellata)与丝藻(Tribonema sp.):利用糖蜜酒糟废水生产功能性水产饲料的创新模式

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Algal Research 4.6

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  为解决酸性糖蜜酒糟废水(MV)处理难题,研究人员开展了星芒藻(Vischeria stellata)GXU-A13 和丝藻(Tribonema sp.)GXU-A10 共培养研究。结果显示,共培养能高效净化 MV,其生物质作饲料可促进尼罗罗非鱼生长等。该研究推动了微藻循环经济发展。

  在环境与水产养殖领域,酸性废水一直是个令人头疼的大麻烦。就拿我国广西地区来说,作为甘蔗种植和生产大区,大量糖蜜酒糟废水(MV)不断产生。这种废水颜色深棕,化学需氧量(COD)和硫酸盐含量超高,pH 值通常在 3 - 4 之间,属于典型的高浓度有机酸废水,处理难度极大。传统处理方法不仅耗能高、成本贵,而且资源回收利用潜力有限。与此同时,微藻在废水处理方面展现出一定潜力,但现有研究发现,多数微藻在处理酸性废水时状况百出,像适应能力差、资源利用效率低、有机物降解困难等问题层出不穷。在水产饲料方面,寻找优质且可持续的添加剂也迫在眉睫。为了解决这些棘手问题,广西大学的研究人员开启了一项极具意义的研究。
研究人员将目光聚焦在星芒藻(Vischeria stellata)和丝藻(Tribonema sp.)上,开展了它们在酸性糖蜜酒糟废水中的共培养研究,并评估其培养出的生物质作为水产饲料添加剂的潜力。研究成果发表在《Algal Research》上,为相关领域带来了新的曙光。

在研究过程中,研究人员采用了多种关键技术方法。首先是微藻的培养技术,将星芒藻(Vischeria stellata) GXU - A13 和丝藻(Tribonema sp.) GXU - A10 分别在酸性 MV 废水中进行单独培养和共培养。同时运用成分分析技术,对微藻的生物质成分、废水中的各项指标进行精确检测,以此来评估微藻的生长情况和对废水的净化效果。另外,通过动物实验技术,用培养的微藻生物质喂养尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus),观察其对鱼生长和免疫功能的影响。

研究结果


  1. GXU - A13 的生长及其对 MV 的净化效果:研究发现,GXU - A13 对酸性环境展现出强大的耐受能力。在 MV 废水(pH 5)中培养 12 天后,其最大生物质浓度可达 2.71 g/L,COD 去除率达到 49.4%。
  2. 共培养系统的优势:将易于收获的 GXU - A10 和耐酸的 GXU - A13 进行混合培养,在废水处理方面效果显著提升。COD 去除率高达 64.3%,NH4-N 去除率也达到了 54.9%,同时还实现了高效的生物质回收。
  3. 微藻生物质作为饲料对尼罗罗非鱼的影响:用含有不同比例微藻生物质的饲料喂养尼罗罗非鱼后发现,饲料中含有 2.5% 或 5% GXU - A13(V2 和 V5 组)时,尼罗罗非鱼的特定生长率(SGR)显著提高。而且,GXU - A13 能显著增强鱼体内谷胱甘肽过氧化物酶(GSH - PX)的活性,降低丙二醛(MDA)水平,这使得鱼肠道微生物多样性明显增加。含有 2.5% GXU - A13(V2 组)和 2.5% GXU - A10(H2 组)的饲料,抗氧化能力和免疫反应更强。含有 2.5% GXU - A13 和 2.5% GXU - A10 的混合藻类饲料(VH 组),对尼罗罗非鱼的肠道和肝脏健康改善效果显著,还增强了鱼对高氨氮废水(NH4+浓度为 114 ± 3.2 mg/L)的耐受性。

研究结论与讨论


这项研究成功建立了星芒藻(Vischeria stellata) GXU - A13 和丝藻(Tribonema sp.) GXU - A10 的共培养系统,该系统不仅能高效净化酸性糖蜜酒糟废水,还首次系统评估了星芒藻作为水产饲料添加剂的应用潜力。研究结果表明,喂食 GXU - A10 和 GXU - A13 能够促进尼罗罗非鱼的生长,改善其生化参数、抗氧化能力和肝肠结构,优化肠道菌群,降低相关氧化指标。这一成果意义非凡,它巧妙地整合了两种微藻的独特特性,实现了 MV 废水的净化与循环利用,有力地推动了基于微藻的循环经济发展,为水产饲料行业提供了更优质、更可持续的选择,在环境保护和水产养殖领域都具有广阔的应用前景,为解决相关难题提供了创新思路和有效方案。

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