專利名稱：利用CO₂培養(yǎng)微藻生產(chǎn)富含必需脂肪酸亞油酸和α-亞麻酸油脂的方法
技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于可再生生物資源領(lǐng)域，涉及利用CO2培養(yǎng)微藻生產(chǎn)富含必需脂肪酸亞油酸和α-亞麻酸油脂的方法。
背景技術(shù)：
溫室氣體過量排放導(dǎo)致的全球氣候變暖已成為各國政府、學(xué)術(shù)界以及企業(yè)界關(guān)注的焦點之一。據(jù)聯(lián)合國氣候變化署的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，目前溫室氣體主要是CO2，占76.7%。國際上對氣候變化的關(guān)注導(dǎo)致了聯(lián)合國氣候變化框架公約(UNFCCC)的問世，并于2005年實施的《京都議定書》對各國承擔(dān)溫室氣體特別是CO2減排的義務(wù)進(jìn)行了明確規(guī)定。目前，歐美等國家已經(jīng)開始征收CO2排放稅，并通過清潔發(fā)展機(jī)制(Clean Development Mechanism, CDM)項目向發(fā)展中國家提供資金和技術(shù)進(jìn)行CO2排放權(quán)交易。實施CO2減排項目至少可以獲得兩方面的效益一是可通過CDM項目獲得不菲經(jīng)濟(jì)效益；二是減少CO2排放量可以改善當(dāng)?shù)貧夂驐l件，具有相當(dāng)重要的環(huán)境效益和社會效益。因此，在滿足社會發(fā)展的能源需求的基礎(chǔ)上，有效控制CO2排放，已成為各國所要解決的重大項目之一。光合微生物能夠利用無機(jī)碳用于生長因此能吸收CO2轉(zhuǎn)化為生物量。CO2生物固定方法也是目前地球上最重要和最有效的碳固定方法。因為微藻大多數(shù)是專性光合自養(yǎng)生物，利用無機(jī)碳通過光合作用轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)，其光合作用強(qiáng)度大大超過同等質(zhì)量的植物的代謝總量。因此，通過微藻光合作用固定CO2被認(rèn)為是一種可行的和環(huán)境友好的技術(shù)。另外微藻具有生長周期短、生長速度快、CO2固碳率高、必需脂肪酸含量高、環(huán)境耐受性強(qiáng)、培養(yǎng)不占用耕地等特點被認(rèn)為是必需脂肪酸亞油酸和α-亞麻酸油脂生產(chǎn)最有潛力的原料之一。亞油酸和α -亞麻酸是人和動物健康必需卻又普遍缺乏，急需補(bǔ)充的一種必需營養(yǎng)素。其中亞油酸具有降低血脂、軟化血管、降低血壓、促進(jìn)微循環(huán)的作用，可預(yù)防或減少心血管病的發(fā)病率，特別是對高血壓、高血脂、心絞痛、冠心病、動脈粥樣硬化、老年性肥胖癥等的防治極為有利，能起到防止人體血清膽固醇在血管壁的沉積，有“血管清道夫”的美譽(yù)， 具有防治動脈粥樣硬化及心血管疾病的保健效果。α"亞麻酸是構(gòu)成細(xì)胞膜和生物酶的基礎(chǔ)物質(zhì)，對人體健康起決定性作用。在動物體內(nèi)通過脫飽和、增加雙鍵和延長碳鏈轉(zhuǎn)變成高等動物細(xì)胞的必需成分并具有防止心血管等疾病重要生理功能的二十碳五烯酸(EPA)和二十碳六烯酸(DHA)而發(fā)揮其重要的生理功能。α-亞麻酸有調(diào)節(jié)血脂、預(yù)防心肌梗塞和腦梗塞、降低血粘度、增加血液攜氧量、對胰島素抵抗和糖尿病、降血壓、減肥、抑制過敏反應(yīng)、 抗炎、保護(hù)視力、增強(qiáng)智力等作用。美國FDA研究證明缺乏α _亞麻酸將導(dǎo)致兒童大腦及視網(wǎng)膜發(fā)育遲緩，注意力不能集中，營養(yǎng)不均衡，不能有效吸收，直接導(dǎo)致智力發(fā)育遲緩， 動作不協(xié)調(diào)，視力弱，多動癥，肥胖，厭食，發(fā)育緩慢，免疫力低下等30多種癥狀和疾病。目前關(guān)于必需脂肪酸亞油酸和α-亞麻酸生產(chǎn)的專利主要是集中在利用各種陸地植物作為原料生產(chǎn)亞油酸和α-亞麻酸。但是由于這些方法的基礎(chǔ)原料都是糧食和油料作物，這些陸生植物生長周期長，生長慢，對土地要求比較高，長期效益不高。另外會產(chǎn)生與人爭地、糧食危機(jī)等一系列問題，不利于人類的可持續(xù)發(fā)展。利用藻類生產(chǎn)Y-亞麻酸目前只有一個專利號為03113398. 3、發(fā)明名稱為“從藻類提取、制備、純化Y _亞麻酸甲酯的工藝”的中國專利，其主要著重于利用有機(jī)溶劑和超臨界CO2萃取的方法從藻細(xì)胞中提取出 Y-亞麻酸。關(guān)于利用CO2培養(yǎng)微藻生產(chǎn)必需脂肪酸油脂方面的專利還是一片空白。

發(fā)明內(nèi)容
綜合考慮以上各方面，我們設(shè)計了一種利用微藻吸收廢氣中 的CO2作為碳源生產(chǎn)富含亞油酸和α-亞麻酸油脂的方法。微藻進(jìn)行光合作用吸收CO2后，經(jīng)過自身的代謝作用，可以在細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為脂類物質(zhì)(如脂肪酸)，然后將成熟的微藻細(xì)胞通過有機(jī)萃取法提取出富含亞油酸和α-亞麻酸的油脂。這不僅大大降低了碳排放，對環(huán)境起到了很好的改善作用，而且可以有效降低微藻的培養(yǎng)成本，同時也填補(bǔ)了利用微藻來生產(chǎn)富含必需脂肪酸亞油酸和α-亞麻酸油脂的技術(shù)空缺，為生物質(zhì)的全面開發(fā)和綜合利用提供了一個新的途徑。因此我們可以利用吸收CO2作為碳源進(jìn)行生長，獲得的藻細(xì)胞生產(chǎn)富含亞油酸和 α _亞麻酸油脂，使得這項研究同時具有減少碳排放和生產(chǎn)高價值和高附加值有用物質(zhì)的潛力。因此，本發(fā)明的目的在于利用CO2培養(yǎng)微藻生產(chǎn)必需脂肪酸亞油酸和α -亞麻酸的方法，具體來說，本發(fā)明的具體過程包括為高效、耐高CO2濃度、耐高溫及抗污染藻種的篩選和馴化，然后再將馴化后的微藻放入特定的培養(yǎng)基和特定培養(yǎng)系統(tǒng)中通入不同濃度CO2 進(jìn)行培養(yǎng)，利用培養(yǎng)獲得的微藻細(xì)胞通過有機(jī)萃取法提取獲得富含必需脂肪酸的亞油酸和 α -亞麻酸油脂，最后利用響應(yīng)面復(fù)合中心分析優(yōu)化獲得最佳培養(yǎng)條件。本發(fā)明的利用CO2培養(yǎng)微藻生產(chǎn)富含亞油酸和α-亞麻酸油脂的方法，包括以下步驟(1)采用特定篩選培養(yǎng)裝置、特定培養(yǎng)基，高效、耐高CO2濃度、耐高溫條件下進(jìn)行抗污染藻種的篩選和馴化；(2)利用CO2培養(yǎng)馴化后的微藻；(3)以微藻細(xì)胞為原料提取富含亞油酸和α-亞麻酸的油脂。所述(1)中的特定篩選培養(yǎng)系統(tǒng)包括光生物反應(yīng)器和配氣系統(tǒng)，所述光生物反應(yīng)器是通氣瓶，所述光生物反應(yīng)器的數(shù)量為1-12個，所述通氣瓶連接所述配氣系統(tǒng)，所述配氣系統(tǒng)是提供不同CO2濃度的裝置，其利用調(diào)節(jié)空氣和CO2的流量比來提供不同CO2濃度。所述通氣瓶的容積為500mL_lL。所述配氣系統(tǒng)同時向所述光生物反應(yīng)器分別提供從0. 03% -50%的不同CO2濃度來篩選微藻，提供的篩選CO2濃度因藻種不同而不同。在所述步驟(1)中特定的培養(yǎng)基主要是改良后去除碳源Na2CO3的改良BGll培養(yǎng)基。改良BGll 培養(yǎng)基的配方(每升)如下lmg Na2EDTA、36mg CaCl2 2H20,75mgMgS04 ·7Η20、 40mg K2HPO4 · 3Η20、2· 86mg H3B03、1.81mg MnCl2 · 4Η20、0· 222mgZnS04 · 7Η20、0· 079mg CuSO4 · 5Η20、0· 05mg CoCl2 · 6Η20、0· 39 Img NaMoO4 · 2H20 禾口 1500mgNaN03。在所述步驟(1)中的篩選和馴化方法為利用高濃度CO2篩選和馴化微藻，提高微藻的高濃度CO2耐受度和高溫耐受度。CO2濃度范圍為0. 03% -50%，優(yōu)選10% ；馴化溫度范圍為20-40°C，優(yōu)選30°C ；光照強(qiáng)度范圍為40001ux-100001ux，優(yōu)選80001ux ；通氣流量范圍為0. I-Ivvm,優(yōu)選0. 5vvm ；培養(yǎng)基pH范圍為6. 0-7. 5，優(yōu)選7. 0。具體優(yōu)選參數(shù)因藻種不同而不同。所述抗污染藻種選自蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)、月芽 ■ (Selenastrum capricornutum)、^■角 $ ■ (Chlamydomonas sajao) > H" ^ (Scenedesmus obliquus)、鏈絲藻(Hormidium sp. )、/K 華束絲藻(Aphanizo menon flos-aquae)禾口集球藻(Palmellococcus chodat)中的一種。在所述步驟(2)中在特定BGll培養(yǎng)基中通入不同濃度的CO2進(jìn)行培養(yǎng)微藻。接種密度范圍為0.02-0. lg/L，優(yōu)選0. 05g/L ；光照強(qiáng)度范圍為70001ux-90001ux，優(yōu)選80001ux ； CO2濃度范圍為0. 03% -50%，優(yōu)選10%;通氣流量范圍為0. 25-lvvm，優(yōu)選0. 5vvm ；培養(yǎng)溫度范圍為20-30°C，優(yōu)選25°C ；培養(yǎng)基pH范圍為6. 0-7. 5，優(yōu)選7. O。具體優(yōu)選參數(shù)因藻種不同而不同。在所述步驟(3)中采用有機(jī)萃取法以微藻細(xì)胞為原料通過多次萃取得富含亞油酸和α-亞麻酸的油脂，其中有機(jī)提取溶劑為氯仿甲醇(2 1)或正己烷，用量為每Ig 藻細(xì)胞20-80mL氯仿甲醇(2 1)有機(jī)提取劑，優(yōu)選60mL氯仿甲醇(2 1)有機(jī)提取劑；正己烷用量為每Ig藻細(xì)胞20-100mL正己烷，優(yōu)選80mL正己烷；反應(yīng)溫度20_40°C，優(yōu)選25V ；反應(yīng)時間5-60分鐘，優(yōu)選30分鐘；萃取次數(shù)為1-6次，優(yōu)選3次。然后濃縮(即進(jìn)行旋蒸回收有機(jī)提取劑)得到油脂，所述油脂進(jìn)一步利用GC-MS進(jìn)行分析，主要含3種脂肪酸亞油酸、α-亞麻酸和棕櫚酸，其中兩種必需脂肪酸亞油酸和α-亞麻酸的含量分別為 13-20. 7%和 40-48. 4% 所述方法還進(jìn)一步包括利用響應(yīng)面分析優(yōu)化培養(yǎng)條件。響應(yīng)面分析實驗主要使用Minitabl5軟件，采用中心復(fù)合設(shè)計法進(jìn)行實驗設(shè)計，獨立變量是二氧化碳濃度和光照強(qiáng)度，響應(yīng)變量是生物量。接種密度范圍為0. 02-0. lg/L,優(yōu)選0. 05g/L ；光照強(qiáng)度范圍為20001ux-100001ux，優(yōu)選75001ux ；CO2濃度范圍為0. 03% _40%，優(yōu)選10% ；通氣流量范圍為0. 25-lvvm,優(yōu)選0. 5vvm ；培養(yǎng)溫度范圍為20-30°C，優(yōu)選25°C ；培養(yǎng)基pH范圍為 6. 0-7. 5，優(yōu)選 7. 0。采用本發(fā)明方法，不僅可以利用電廠廢氣排放的CO2作為微藻培養(yǎng)的碳源，達(dá)到了節(jié)能減排，緩解溫室效應(yīng)的效果，而且又可以降低生物柴油生產(chǎn)的成本，另外產(chǎn)生高附加值的必需脂肪酸亞油酸和α-亞麻酸。另一方面，通過有機(jī)萃取的方法，可以獲得較高的油脂產(chǎn)率并且維持亞油酸和α “亞麻酸的含量在60%以上的水平，不僅這保證必需脂肪酸油脂的品質(zhì)還降低了生產(chǎn)必需脂肪酸油脂的成本。電廠廢氣CO2的濃度一般為10%，通過本案的實施，在此條件下，微藻的總油脂含量為19.3%，其中亞油酸和α-亞麻酸的含量分別為19%和41. 54%，因此利用電廠廢氣CO2培養(yǎng)微藻生產(chǎn)亞油酸和α -亞麻酸的收率可達(dá) 3. 66%和8%。這對于電廠廢氣CO2的綜合利用和高價值必需脂肪酸亞油酸和α -亞麻酸的生產(chǎn)都是具有積極意義的。


圖1表示通入不同濃度的CO2進(jìn)行培養(yǎng)，斜生柵藻的生物量隨培養(yǎng)時間的變化。

其中，橫坐標(biāo)為時間，縱坐標(biāo)為斜生柵藻的生物量，□表示CO2濃度為0. 03%、·表示CO2濃度為5 %、〇表示CO2濃度為10 %、 表示CO2濃度為20 %、Δ表示CO2濃度為30 %、 ▲表示CO2濃度為50%。數(shù)據(jù)為3次平行取樣的平均值。圖2表示在不同濃度CO2下，斜生柵藻的固碳速率隨培養(yǎng)時間的變化。其中，橫坐標(biāo)為時間，縱坐標(biāo)為斜生柵藻的固碳速率，□表示CO2濃度為0.03%、 ■表示CO2濃度為5%、〇表示CO2濃度為10%、·表示CO2濃度為20%、Δ表示CO2濃度為 30%、▲表示CO2濃 度為50%。數(shù)據(jù)為3次平行取樣的平均值。圖3表示不同CO2濃度對斜生柵藻油脂含量的影響。其中，橫坐標(biāo)為CO2濃度，縱坐標(biāo)為斜生柵藻的油脂含量，數(shù)據(jù)為3次平行取樣的平均值。圖4表示不同CO2濃度對斜生柵藻各種脂肪酸含量的影響。其中，橫坐標(biāo)為CO2濃度，縱坐標(biāo)為斜生柵藻的各種脂肪酸含量，數(shù)據(jù)為3次平行取樣的平均值。圖5表示二氧化碳和光強(qiáng)交互影響斜生柵藻生物量的響應(yīng)面圖。其中，縱坐標(biāo)為斜生柵藻的生物量，水平的2個坐標(biāo)分別為CO2濃度和光強(qiáng)度。圖6表示二氧化碳和光強(qiáng)交互影響斜生柵藻生物量的等值線圖。其中，橫坐標(biāo)為CO2濃度，縱坐標(biāo)為光強(qiáng)度。
具體實施例方式以下描述只是以實例的方式對優(yōu)選實施方案的說明，而非意圖對本發(fā)明進(jìn)行限制。實施例1(1)特定篩選培養(yǎng)系統(tǒng)的構(gòu)建從市場上購買250L光照培養(yǎng)箱、6個空氣流量計、6 個CO2流量計、CO2氣體測量儀、空氣泵、CO2鋼瓶、通氣管、過濾膜、特制配氣支架、特制通氣培養(yǎng)瓶，組裝構(gòu)成一套能夠同時提供6種不同CO2濃度的藻種篩選培養(yǎng)和馴化裝置。(2)特定培養(yǎng)基的制備由于主要是CO2作物碳源，為了馴化微藻對CO2的偏好性， 我們配置的特定培養(yǎng)基主要是去除碳源Na2CO3 WBGll培養(yǎng)基。并按每升Img Na2MGEDTA, 36mg CaCl2 ·2Η20、75π^ MgSO4 WH2OdOmg K2HPO4 · 3Η20、2· 86mg Η3Β03、1· 81mg MnCl2 ·4Η20、 0. 222mg ZnSO4 · 7Η20、0· 079mg CuSO4 · 5Η20、0· 05mg CoCl2 · 6Η20、0· 39 ImgNaMoO4 · 2H20 禾口 1500mg NaNO3.的用量配置特定培養(yǎng)基，調(diào)節(jié)pH值至7。培養(yǎng)基分裝于IL通氣培養(yǎng)瓶中， 每瓶800mL，121°C高壓蒸汽滅菌20分鐘。(3)高效、耐高CO2濃度、耐高溫及抗污染藻種的篩選和馴化分別將蛋白核 zj、 求藻(Chlorella pyrenoidosa)、月芽藻(Selenastrum capricornutum)、沙角衣藻 (Chlamydomonas sajao)、斜生柵藻(Scenedesmus obiiquus)、鏈絲藻(Hormidium sp.)、 7K華束絲藻(Aphanizo menon flos-aquae)禾口集球藻(Palmellococcus chodat)分另U接種于已滅菌的特定培養(yǎng)基中，然后置于前面提到的篩選和馴化裝置中進(jìn)行篩選和培養(yǎng)，通入6種不同的CO2濃度0. 03 %、5 %、10 %、20 %、30 %、50 %，經(jīng)過篩選培養(yǎng)，選出斜生柵藻 (Scenedesmus obiiquus)能夠在高CO2濃度和較高培養(yǎng)溫度下快速生長，生物量最大，然后再對斜生柵藻進(jìn)行一段時間的馴化。經(jīng)過3-5代的馴化，斜生柵藻已經(jīng)適應(yīng)了在無碳源培養(yǎng)基中利用通入的高濃度CO2快速穩(wěn)定生長。
(4)利用CO2培養(yǎng)馴化后的微藻將馴化后的斜生柵藻(Scenedesmus obliquus) 進(jìn)行培養(yǎng)，將小球藻接種于新的特制無碳源BGll培養(yǎng)基中，保持初始的接種密度在0. 5g/ L左右；由于電廠廢氣CO2濃度范圍為5% -15%，所以我們選擇10% CO2 ；培養(yǎng)溫度為 30士 1°C ；光照強(qiáng)度為80001UX左右；通氣流量為0. 25vvm左右；培養(yǎng)基pH值為7.0左右。 每隔1天平行取樣3次同時用分光光度計測定和干重法測定斜生柵藻的生物量。培養(yǎng)14 天后當(dāng)生物量達(dá)到1. 84g/L，然后將培養(yǎng)液在SOOOrpm下離心5分鐘，收集藻細(xì)胞冷凍干燥后，置于研缽內(nèi)輕輕壓碎，得到干燥的藻粉。

(5)以微藻細(xì)胞為原料提取富含亞油酸和α -亞麻酸的油脂采用有機(jī)提取溶劑為氯仿甲醇(2 1)或正己烷，氯仿甲醇(2 1)有機(jī)提取劑得用量為每Ig藻細(xì)胞 60mL ；正己烷用量為每Ig藻細(xì)胞SOmL正己烷；反應(yīng)溫度為25°C;反應(yīng)時間為30分鐘；萃取數(shù)次，然后進(jìn)行旋蒸回收有機(jī)提取劑，得到的油脂再利用GC-MS進(jìn)行分析，主要含3種脂肪酸亞油酸、α-亞麻酸和棕櫚酸。其中兩種必需脂肪酸亞油酸和α-亞麻酸的含量分別達(dá) 19%和 41. 54%。實施例2-6以與實例1相似的方法進(jìn)行試驗，除了在培養(yǎng)馴化后的斜生柵藻的通入CO2濃度分別為0. 03%、5%、10%、20%、30%、50%，其他參數(shù)不變。圖1表明在5%和10%濃度的CO2下斜生柵藻的生物量最大。圖2表明在5%和 10%濃度的CO2下斜生柵藻的對CO2的固碳速率最大。圖3表明在50%濃度的CO2下斜生柵藻的油脂含量最高。圖4表明在0.03%、5%、10%、20%、30%、50% CO2濃度下，亞油酸的含量分別是13%,20. 65%U9%U9. 14%U3. 43%U3. 34% ；而和α -亞麻酸的含量分別是 43. 35%,40%,41. 54%,40. 67%,48. 44%,48. 23%，因此在 5% 以上濃度的 CO2 斜生柵藻的必需脂肪酸亞油酸和α -亞麻酸的總含量較高，都大于60%。實施例7采用響應(yīng)面分析優(yōu)化培養(yǎng)條件，響應(yīng)面分析實驗主要使用Minitab 15軟件，采用中心復(fù)合設(shè)計法(是Minitab軟件中的分析方法)進(jìn)行實驗設(shè)計，表1是指響應(yīng)面實驗的因素和水平編碼值，獨立變量是二氧化碳濃度和光照強(qiáng)度，響應(yīng)變量是生物量。中心復(fù)合試驗設(shè)計及結(jié)果如表2所示。接種密度為0. 05g/L ；獨立變量光照強(qiáng)度范圍為 20001ux-100001ux ；獨立變量二氧化碳濃度范圍為0. 03% -40%;通氣流量為0. 5vvm ；培養(yǎng)溫度為30士 1°C;培養(yǎng)基pH為7. 0士0. 1。圖5和圖6分別是利用響應(yīng)面二氧化碳和光強(qiáng)交互影響斜生柵藻生物量的響應(yīng)面圖及等值線圖，表明斜生柵藻的生物量在電廠廢氣二氧化碳濃度6% -25%區(qū)間，光強(qiáng)區(qū)間7. 3-9. Sklux內(nèi)達(dá)到最高，其中最佳條件是在10%二氧化碳和7500Iux光強(qiáng)。表 權(quán)利要求
1.利用CO2培養(yǎng)微藻生產(chǎn)富含必需脂肪酸亞油酸和α-亞麻酸油脂的方法，其特征在于包括以下步驟(1)采用特定篩選培養(yǎng)系統(tǒng)、特定培養(yǎng)基，高效、耐高CO2濃度、耐高溫條件下進(jìn)行抗污染藻種的篩選和馴化；(2)利用CO2培養(yǎng)馴化后的微藻；(3)以微藻細(xì)胞為原料提取富含亞油酸和α-亞麻酸的油脂。
2.權(quán)利要求1所述的利用CO2培養(yǎng)微藻生產(chǎn)富含必需脂肪酸亞油酸和α-亞麻酸油脂的方法，其特征在于所述(1)中的特定篩選培養(yǎng)系統(tǒng)包括光生物反應(yīng)器和配氣系統(tǒng)，所述光生物反應(yīng)器是通氣瓶，所述光生物反應(yīng)器的數(shù)量為1-12個，所述通氣瓶連接所述配氣系統(tǒng)，所述配氣系統(tǒng)是提供不同CO2濃度的裝置，其利用調(diào)節(jié)空氣和CO2的流量比來提供不同 CO2濃度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用CO2培養(yǎng)微藻生產(chǎn)富含必需脂肪酸亞油酸和α-亞麻酸油脂的方法，其特征在于，所述CO2濃度的范圍是0. 03% -50%，當(dāng)所述光生物反應(yīng)器的數(shù)量大于1個，所述配氣系統(tǒng)同時向所述光生物反應(yīng)器分別提供不同CO2濃度來篩選微藻，提供的篩選CO2濃度因藻種不同而不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用CO2培養(yǎng)微藻生產(chǎn)富含必需脂肪酸亞油酸和α-亞麻酸油脂的方法，其特征在于所述(1)中特定培養(yǎng)基為去除Na2CO3碳源的改良BGll培養(yǎng)基。
5.權(quán)利要求1所述的利用CO2培養(yǎng)微藻生產(chǎn)富含必需脂肪酸亞油酸和α-亞麻酸油脂的方法，其特征在于所述(1)中高濃度CO2、高溫篩選和馴化微藻的篩選和馴化CO2濃度范圍為0. 03% -50% ；馴化溫度范圍為20-40°C ；光照強(qiáng)度范圍為40001ux-100001ux ；通氣流量范圍為0. I-Ivvm ；培養(yǎng)基pH范圍為6. 0-7. 5。
6.權(quán)利要求5所述的利用CO2培養(yǎng)微藻生產(chǎn)富含必需脂肪酸亞油酸和α-亞麻酸油脂的方法，其特征在于所述CO2濃度范圍為10%，所述馴化溫度范圍為30°C，所述光照強(qiáng)度范圍為80001UX，所述通氣流量范圍為0. 5vvm,所述培養(yǎng)基pH范圍為7. 0。
7.權(quán)利要求1所述的利用CO2培養(yǎng)微藻生產(chǎn)富含必需脂肪酸亞油酸和α-亞麻酸油脂的方法，其特征在于所述抗污染藻種選自蛋白核小球藻、月芽藻、沙角衣藻、斜生柵藻、鏈絲藻、水華束絲藻和集球藻中的一種。
8.權(quán)利要求1所述的利用CO2培養(yǎng)微藻生產(chǎn)富含必需脂肪酸亞油酸和α-亞麻酸油脂的方法，其特征在于所述(2)中培養(yǎng)的微藻為斜生柵藻，初始的接種密度為0.5g/L，CO2濃度為10 %，培養(yǎng)溫度為30 士 1°C，光照強(qiáng)度為80001uX，通氣流量為0. 25vvm,培養(yǎng)基pH值為6. 9-7. 2，每隔1天平行取樣3次同時測定斜生柵藻的生物量，培養(yǎng)14天后當(dāng)生物量達(dá)到1. 84g/L，然后將培養(yǎng)液在SOOOrpm下離心5分鐘，收集藻細(xì)胞冷凍干燥后，置于研缽內(nèi)壓碎，得到干燥的藻粉。
9.權(quán)利要求1所述的利用CO2培養(yǎng)微藻生產(chǎn)富含必需脂肪酸亞油酸和α-亞麻酸油脂的方法，其特征在于所述(3)中采用有機(jī)提取溶劑進(jìn)行提取，所述有機(jī)提取溶劑為氯仿 甲醇或正己烷，氯仿甲醇的體積比為2 1，該混合有機(jī)提取劑的用量為每Ig干燥藻粉 60mL有機(jī)提取劑；正己烷用量為每Ig藻細(xì)胞SOmL正己烷；萃取，然后濃縮得到油脂，所述油脂進(jìn)一步利用GC-MS進(jìn)行分析，其中兩種必需脂肪酸亞油酸和α -亞麻酸的含量分別為 13-20. 7%和 40-48. 4%
10.權(quán)利要求1所述的利用CO2培養(yǎng)微藻生產(chǎn)富含必需脂肪酸亞油酸和α-亞麻酸油脂的方法，其特征在于所述方法還進(jìn)一步包括利用響應(yīng)面中心復(fù)合分析優(yōu)化培養(yǎng)條件，所述培養(yǎng)條件優(yōu)化利用二氧化碳濃度和光照強(qiáng)度作為獨立變量，生物量作為響應(yīng)變量進(jìn)行響應(yīng)面中心復(fù)合實驗設(shè)計，其中接種密度為0. 05g/L ；光照強(qiáng)度范圍為20001UX-100001UX ；CO2 濃度范圍為0. 03% -40% ；通氣流量為0. 5vvm ；培養(yǎng)溫度為30°C ；培養(yǎng)基pH為7. 0。
全文摘要
利用CO2培養(yǎng)微藻生產(chǎn)亞油酸和α-亞麻酸油脂的方法，包括以下步驟(1)采用特定篩選培養(yǎng)系統(tǒng)、特定培養(yǎng)基，高效、耐高CO2濃度、耐高溫條件下進(jìn)行抗污染藻種的篩選和馴化；(2)利用CO2培養(yǎng)馴化后的微藻；(3)以微藻細(xì)胞為原料提取富含亞油酸和α-亞麻酸的油脂。本發(fā)明將電廠廢氣排放的CO2轉(zhuǎn)化為可供微藻生長吸收的物質(zhì)，獲得高生物量的藻細(xì)胞并生產(chǎn)高價值的必需脂肪酸亞油酸和α-亞麻酸油脂。不僅降低CO2的排放，緩解溫室效應(yīng)，能夠?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為高附加值的亞油酸和α-亞麻酸油脂，并且可以獲得較高的油脂產(chǎn)率并且維持亞油酸和α-亞麻酸的含量在60％以上的水平，不僅保證必需脂肪酸油脂的品質(zhì)還降低生產(chǎn)其的成本。
文檔編號C12P7/64GK102329826SQ20111029997
公開日2012年1月25日 申請日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者唐大海, 曹和春, 繆曉玲 申請人:上海交通大學(xué)