專利名稱：一種促進(jìn)微藻快速增殖的培養(yǎng)基的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種促進(jìn)微藻快速增殖的培養(yǎng)基，特別涉及一種在常規(guī)培養(yǎng)基中加入能夠促進(jìn)微藻快速增殖的電氣石或電氣石處理水。
背景技術(shù)：
世界上已知的微藻大約有10,000種左右，普遍富含蛋白質(zhì)等營養(yǎng)及多種活性生理成分，如特異蛋白、氨基酸、高不飽和脂肪酸、多糖及其衍生物、維生素、萜類、胡蘿卜素及其衍生物等，具有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。與傳統(tǒng)農(nóng)作物現(xiàn)比，開發(fā)微藻具有下列優(yōu)點(diǎn)效率高，能耗低；生長速度比普通作物快；容易收獲和加工；可產(chǎn)生許多生理活性的化合物。另外，開發(fā)微藻資源對(duì)減緩?fù)恋?、環(huán)境、能源和人口危機(jī)，研制和生產(chǎn)出新型生物醫(yī)學(xué)產(chǎn)品及功能性食品都具有重要意義。近年來，以生產(chǎn)健康食品、食品添加劑、動(dòng)物飼料、生物肥料及其他自然產(chǎn)品為目的的微藻養(yǎng)殖引起了人們的廣泛關(guān)注。然而微藻所有的這些開發(fā)應(yīng)用都離不開藻細(xì)胞生物量，因此如何提高培養(yǎng)過程中的藻細(xì)胞生物量以及活性物質(zhì)含量的研究具有重要意義，是進(jìn)一步工業(yè)化應(yīng)用微藻必須解決的首要問題，也一直是國內(nèi)外微藻學(xué)界關(guān)注的焦點(diǎn)。
對(duì)于一種已經(jīng)確定的具體藻種，就是研究如何使環(huán)境因素及營養(yǎng)條件有利于提高藻細(xì)胞生物量以及活性物質(zhì)含量。近年來研究表明，水分子團(tuán)簇變小，水的溶解力、滲透力、代謝力、擴(kuò)散力、乳化力均有所增強(qiáng)，從而具有一定的“活化”作用，在一定程度上可以增加水的生物膜透過率，增強(qiáng)生物體的新陳代謝功能，增強(qiáng)細(xì)胞活力，又因其粘度低，大大方便了營養(yǎng)物質(zhì)的分配和廢物的排泄，達(dá)到改善生物體機(jī)能的效果。電氣石是一種以含硼為特征的鋁、鈉、鐵、鈣、鎂的環(huán)狀硅酸鹽晶體礦物，我國具有非常豐富的電氣石資源。由于電氣石存在的永久性自發(fā)電極，在其表面厚度十幾微米范圍內(nèi)存在107～104V/m的高場(chǎng)強(qiáng)，對(duì)水的結(jié)構(gòu)和活性產(chǎn)生極大的影響；電氣石能夠自發(fā)的調(diào)節(jié)溶液pH值趨向弱堿性，對(duì)水溶液的pH具有緩沖作用；電氣石能發(fā)射遠(yuǎn)紅外線，常溫下發(fā)射遠(yuǎn)紅外波長4～14um，亦能夠有效地提高水的活性、增強(qiáng)水的功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能促進(jìn)微藻快速增殖的培養(yǎng)基。
一種能促進(jìn)微藻快速增殖的培養(yǎng)基在常規(guī)培養(yǎng)基中加入促進(jìn)微藻快速增殖的強(qiáng)化培養(yǎng)物，所述的強(qiáng)化培養(yǎng)物為電氣石或電氣石處理水。
所述的促進(jìn)微藻快速增殖的培養(yǎng)基中，以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)電氣石在常規(guī)培養(yǎng)基中的添加量為0.1～10％。
所述的電氣石處理水，是按電氣石與水的質(zhì)量比不低于0.5∶100的比例將電氣石放入水中，至少放置30分鐘后過濾所得的濾液。本發(fā)明中電氣石水制備過程可以采用靜置，也可采用振蕩或攪拌。
本發(fā)明在常規(guī)培養(yǎng)基中加入具有促進(jìn)微藻快速增殖功能的電氣石或電氣石處理水，一方面，利用電氣石具有的永久性自發(fā)電極和發(fā)射遠(yuǎn)紅外線等功能，改變了水分子簇結(jié)構(gòu)，減少水分子簇中的分子個(gè)數(shù)，增加水的生物膜透過率，增強(qiáng)生物體的新陳代謝功能，增強(qiáng)細(xì)胞活力，又因其粘度低，大大方便了營養(yǎng)物質(zhì)的分配和廢物的排泄，達(dá)到改善生物體機(jī)能的效果；另一方面，電氣石是一種生態(tài)智能型材料，能夠自發(fā)的調(diào)節(jié)溶液pH值趨向弱堿性，對(duì)水溶液的pH具有緩沖作用，而微藻對(duì)環(huán)境pH值的改變較敏感，其生長狀況與培養(yǎng)液的pH穩(wěn)定性關(guān)系密切。恒定的酸堿平衡是保持微藻正常代謝的重要條件。因此，本發(fā)明將電氣石具有改變水分子團(tuán)簇結(jié)構(gòu)和對(duì)水溶液的pH緩沖作用有機(jī)的結(jié)合起來，提供了一種功能性微藻培養(yǎng)基的配制方法。
本發(fā)明作為一種促進(jìn)微藻快速增殖的培養(yǎng)基，具有強(qiáng)化微藻生長，縮短培養(yǎng)時(shí)間的效果。用該培養(yǎng)基培養(yǎng)螺旋藻表明，螺旋藻生長速率約高于對(duì)照20％，生物量較常規(guī)螺旋藻培養(yǎng)基組高24.56％，達(dá)最大細(xì)胞干重的時(shí)間提前了兩天；小球藻的生物量和蛋白質(zhì)較常規(guī)培養(yǎng)基相比，提高率分別達(dá)到了15.0％與16.3％。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明在常規(guī)培養(yǎng)基中加入具有促進(jìn)微藻快速增殖電氣石或電氣石處理水，使得該培養(yǎng)基具有了促進(jìn)微藻快速增殖的功效。
所述的常規(guī)培養(yǎng)基是指基于使用者的使用目的及其自有的微藻培養(yǎng)裝置而選用的培養(yǎng)基，其成分和含量由所確定的微藻品種及使用目的所確定。
所述的電氣石，是一種以含硼為特征的鋁、鈉、鐵、鈣、鎂的環(huán)狀硅酸鹽晶體礦物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)通式[1]可表示為XY3Z6Si6O18(BO3)3W4，式中X＝Na、Ca、K或空位，Y＝Mg2+、Fe2+、Mn2+、Al、Fe3+、Mn3+、Li，Z＝Al、Fe3+、Cr3+、Mg，W＝OH、F、O；三方晶系，C3v5-R3m，晶體結(jié)構(gòu)由[Si6O18]復(fù)三方環(huán)、[BO3]三角和[Y-O5(OH)]三重八面體組成，電氣石含量不低于40％，平均粒徑為0.1～10um，主要分布在我國的新疆、云南、廣西、內(nèi)蒙古和山西。
本發(fā)明結(jié)合以下實(shí)例作進(jìn)一步的說明。
實(shí)施例1準(zhǔn)確稱取10g粒徑為5um的電氣石投入1000ml蒸餾水中，攪拌0.5小時(shí)后，離心，過濾取濾液替代蒸餾水按照文獻(xiàn)[1]配制Zarrouk培養(yǎng)基，即為促進(jìn)螺旋藻快速增殖的培養(yǎng)基。
在容積為12L的長方形玻璃缸中加入該促進(jìn)螺旋藻快速增殖的培養(yǎng)基10L，接種9％的螺旋藻作為試驗(yàn)組，在另一個(gè)玻璃缸中裝入等量的標(biāo)準(zhǔn)Zarrouk培養(yǎng)基和螺旋藻作為對(duì)照。自然光照，室溫培養(yǎng)10天，定時(shí)用721分光光度計(jì)測(cè)定培養(yǎng)液光密度，試驗(yàn)結(jié)束后，各組取500ml攪拌均勻的藻液過濾、烘干、稱重。試驗(yàn)結(jié)果見表1。
表1 螺旋藻在不同培養(yǎng)基中的生長情況 注A為促進(jìn)螺旋藻快速增殖的培養(yǎng)基；B為常規(guī)Zarrouk培養(yǎng)基。
由表可知促進(jìn)螺旋藻快速增殖的培養(yǎng)基培養(yǎng)的螺旋藻接種4天后，螺旋藻開始進(jìn)入對(duì)數(shù)生長期，試驗(yàn)組螺旋藻的生長速率一直高于對(duì)照組，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，其生長速率約高于對(duì)照20％，稱重結(jié)果表明，用促進(jìn)螺旋藻快速增殖的培養(yǎng)基培養(yǎng)的螺旋藻生物量較對(duì)照組高24.56％，達(dá)最大細(xì)胞干重的時(shí)間提前了兩天。
實(shí)施例2準(zhǔn)確稱取1500g粒徑為0.1um的電氣石投入150L按照文獻(xiàn)[1]配制好的Zarrouk培養(yǎng)基中，即為促進(jìn)螺旋藻快速增殖的培養(yǎng)基。
在該促進(jìn)螺旋藻快速增殖的培養(yǎng)基接種10％的螺旋藻作為試驗(yàn)組。在另一個(gè)玻璃缸中裝入等量的標(biāo)準(zhǔn)Zarrouk培養(yǎng)基和螺旋藻作為對(duì)照。自然光照，室溫培養(yǎng)15天后過濾、烘干、稱重。試驗(yàn)結(jié)果見表2。
表2 室外螺旋藻擴(kuò)大培養(yǎng)試驗(yàn)

注A為促進(jìn)螺旋藻快速增殖的培養(yǎng)基；B為常規(guī)Zarrouk培養(yǎng)基由表2可見，促進(jìn)螺旋藻快速增殖的培養(yǎng)基中的螺旋藻干藻產(chǎn)量可達(dá)18.03g/m2d，較對(duì)照組產(chǎn)量增加15.78％。研究結(jié)果表明，用促進(jìn)螺旋藻快速增殖的培養(yǎng)基，可使螺旋藻大量生長繁殖，且產(chǎn)量較高。
實(shí)施例3參照文獻(xiàn)2配置小球藻基礎(chǔ)培養(yǎng)基，按0.1％的重量百分比投入粒徑為10um電氣石，即為促進(jìn)小球藻快速增殖的培養(yǎng)基。
在該促進(jìn)小球藻快速增殖的培養(yǎng)基中接種小球藻，放在旋轉(zhuǎn)搖床上于30℃下暗培養(yǎng)，培養(yǎng)72小時(shí)后，分離出小球藻，烘干稱重，得生物量，并檢測(cè)其蛋白質(zhì)含量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明促進(jìn)小球藻快速增殖的培養(yǎng)基提高了小球藻的生物量，也提高了其蛋白質(zhì)含量，小球藻的生物量和蛋白質(zhì)含量分別為12.88g/L和43.7％，較常規(guī)培養(yǎng)基相比，提高率分別為15.0％與16.3％。
實(shí)施例4準(zhǔn)確稱取100g粒徑為5um的電氣石投入1000ml蒸餾水中，振蕩2小時(shí)后，離心，過濾取濾液替代蒸餾水參照文獻(xiàn)3以修改的“f/2”配方配置自然海水培養(yǎng)基，即為促進(jìn)硅藻快速增殖的培養(yǎng)基。
在該促進(jìn)硅藻快速增殖的培養(yǎng)基中接種盾卵形藻小形變種，鹽度31±1，光照強(qiáng)度為(3900±100)lx，在光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行。以常規(guī)修改的“f/2”配方配置的自然海水培養(yǎng)基對(duì)對(duì)照組，采用原位光密度測(cè)定法進(jìn)行測(cè)定盾卵形藻小形變種的生長速率。測(cè)定結(jié)果表明，促進(jìn)硅藻快速增殖的培養(yǎng)基對(duì)底棲硅藻——盾卵形藻小形變種生長速率有明顯的促進(jìn)作用。培養(yǎng)在促進(jìn)硅藻快速增殖額培養(yǎng)基中的盾卵形藻小形變種的生長速率(比生長速率K)為1.028，對(duì)照組的生長速率僅為0.703。
實(shí)施例5準(zhǔn)確稱取1000g粒徑為0.1um的電氣石投入150L參照文獻(xiàn)3以修改的“f/2”配方配置好的自然海水培養(yǎng)基中，即為促進(jìn)硅藻快速增殖的培養(yǎng)基。
在該促進(jìn)硅藻快速增殖的培養(yǎng)基中接種柔軟舟形藻，鹽度31±1，光照強(qiáng)度為(2000±200)lx，在光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行。以常規(guī)修改的“f/2”配方配置的自然海水培養(yǎng)基對(duì)對(duì)照組，采用原位光密度測(cè)定法進(jìn)行測(cè)定柔軟舟形藻的生長速率。測(cè)定結(jié)果表明，培養(yǎng)在促進(jìn)硅藻快速增殖額培養(yǎng)基中的盾卵形藻小形變種的生長速率(比生長速率K)為0.892，對(duì)照組的生長速率僅為0.517，促進(jìn)硅藻快速增殖的培養(yǎng)基對(duì)底棲硅藻——盾卵形藻小形變種生長速率有明顯的促進(jìn)作用。
參考文獻(xiàn)[1]Zarrouk C.Contribution a l’etude d’une cyanophycee influence de divers facteursphsique et chimiques surla croissance de photosynthese de spirulina marina.Feitler，Ph D.Thesis，1966[2]Borowitzka M A，Borowitzka L J.Microalgal Biotechnology.[M].CambridgeCambridge University Press，1988，1-36. MCLACHLAN F，Growth M M，STEIN J R.Culture Methods and GrowthMeasurementsed.Handbook of Phycological Methods[C].LondonCambridgeUniversity Press，1973，25-5權(quán)利要求
1.一種促進(jìn)微藻快速增殖的培養(yǎng)基，其特征在于在常規(guī)培養(yǎng)基中加入促進(jìn)微藻快速增殖的強(qiáng)化培養(yǎng)物，所述的強(qiáng)化培養(yǎng)物為電氣石或電氣石處理水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進(jìn)微藻快速增殖的培養(yǎng)基，其特征在于所述電氣石平均粒徑為0.1～10um。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進(jìn)微藻快速增殖的培養(yǎng)基，其特征在于所述電氣石在常規(guī)培養(yǎng)基中的添加量以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為0.1～10％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進(jìn)微藻快速增殖的培養(yǎng)基，其特征在于所述的電氣石處理水是指按電氣石與水的質(zhì)量比不低于0.5∶100的比例將電氣石放入水中，至少放置30分鐘后過濾所得的濾液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種能促進(jìn)微藻快速增殖的培養(yǎng)基。該培養(yǎng)基是在常規(guī)培養(yǎng)基中加入具有促進(jìn)微藻快速增殖功能的電氣石或電氣石處理水。本發(fā)明的促進(jìn)微藻快速增殖的培養(yǎng)基能夠顯著的增加細(xì)胞的生物膜通透性，增強(qiáng)生物體的新陳代謝，增強(qiáng)細(xì)胞活力，改善生物體機(jī)能。本發(fā)明的促進(jìn)微藻快速增殖的培養(yǎng)基與常規(guī)培養(yǎng)基相比有著明顯的促進(jìn)微藻能量代謝和干物質(zhì)積累，縮短培養(yǎng)時(shí)間的效果。
文檔編號(hào)C12N1/12GK1687393SQ20051005029
公開日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2005年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月19日
發(fā)明者夏枚生, 胡彩虹, 潘金敏, 張紅梅 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)