一種提高微藻生物質(zhì)和油脂產(chǎn)量的培養(yǎng)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了藻類生物培養(yǎng)【技術領域】中的一種提高微藻生物質(zhì)和油脂產(chǎn)量的培養(yǎng)方法。本發(fā)明通過對擬微綠球藻Nannochloropsis?salina采用富營養(yǎng)和貧營養(yǎng)二階段式培養(yǎng)的方法，首先將微藻培養(yǎng)在富營養(yǎng)培養(yǎng)基中至對數(shù)生長期，然后濃縮收集微藻并接種到不含磷或者不含微量元素的貧營養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)。本發(fā)明無需添加額外的營養(yǎng)降低了成本，且大大促進了微藻的生物質(zhì)產(chǎn)量，細胞油脂含量和最終油脂產(chǎn)量，克服了傳統(tǒng)的缺氮培養(yǎng)只增加細胞油脂含量，但最終油脂產(chǎn)量仍然很低的缺點。在缺磷條件下，微藻的油脂含量達到了46%，生物質(zhì)和油脂產(chǎn)量分別提高了30%和117%。在缺微量元素條件下，微藻的油脂含量達到了40%，生物質(zhì)和油脂產(chǎn)量分別提高了65%和133%。
【專利說明】一種提高微藻生物質(zhì)和油脂產(chǎn)量的培養(yǎng)方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及藻類生物的培養(yǎng)技術，特別涉及一種提高微藻生物質(zhì)和油脂產(chǎn)量的培養(yǎng)方法。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)化石燃料的不斷消耗以及人類對能源需求的不斷增長，導致了日益嚴重的能源危機。有研究表明，從2005年算起世界上煤、石油和天然氣將大約在107年、35年和37年后耗竭。尋求一種環(huán)保的、可再生能源成為了世界各國亟需解決的一大問題。利用微藻生產(chǎn)生物柴油提供了一個具有巨大潛力的解決方法。微藻與其他生物對比，因其生長速度快、占地面積小、培養(yǎng)方式簡單，并且部分藻類含有很高的油脂成分而越來越受到廣泛的關注。利用微藻生產(chǎn)生物柴油被認為是當前唯一能夠取代傳統(tǒng)交通運輸燃料的一種生物能源。因此，為了提高油脂產(chǎn)量和降低成本，當前正常的培養(yǎng)條件和培養(yǎng)工藝需要得到進一步的優(yōu)化和改良。
[0003]正常生長條件下的微藻生長速度相對比較快，但是油脂含量卻比較低。在某種特殊的條件壓力下，微藻往往能夠富集大量的油脂。比如,2008年《Bioresource technology》期刊上的一篇報道(99卷，11期，4717-4722頁)發(fā)現(xiàn)，高濃度的鐵離子能夠誘發(fā)微藻Chlorella vulgaris產(chǎn)生高含量的油脂。然而這種方法需要增加培養(yǎng)液中鐵離子的濃度，不僅增加了成本而且還會造成水體的污染。缺氮培養(yǎng)是當前比較常見的一種油脂富集方法，但是在這種條件下微藻的生長速度被大大地抑制了，導致最終的油脂產(chǎn)量并沒有得到明顯地提高。中國專利“用兼養(yǎng)和富氮-缺氮兩階段培養(yǎng)策略提高產(chǎn)油微藻生物量和油脂積累的方法”(專利號201110192159.4)提出在微藻Scenedesmus dimorphus缺氮階段同時加入5.4g/L葡萄糖，提高了微藻生物質(zhì)產(chǎn)量和油脂含量(達到29.62%)。盡管如此，這種方法只適合于能夠兼行生長的微 藻，且高濃度葡萄糖的加入增加了成本。因此，如何設計或者尋找一種低成本的、既能提高油脂含量又對生長速度影響很小的培養(yǎng)方法成為當前利用微藻生產(chǎn)生物柴油的一大問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決【背景技術】中的問題，本發(fā)明提供了一種提高微藻生物質(zhì)和油脂產(chǎn)量的培養(yǎng)方法，通過富營養(yǎng)和貧營養(yǎng)的二階段式培養(yǎng)，提高微藻細胞油脂含量和總油脂產(chǎn)量。
[0005]本發(fā)明的技術方案:一種提高擬微綠球藻N.salina生物質(zhì)和油脂產(chǎn)量的培養(yǎng)方法，對擬微綠球藻N.salina進行先后二段式培養(yǎng),即先富營養(yǎng)培養(yǎng)后貧營養(yǎng)培養(yǎng)。首先，將擬微綠球藻N.salina接種到正常富含營養(yǎng)的f/2培養(yǎng)基中，初始pH為8，溫度24±2°C，光照79.29μπι01 HT2s'通氣培養(yǎng)至對數(shù)生長期。富含營養(yǎng)的f/2培養(yǎng)基，每升含有:33.6g人造海鹽，0.075gNaN03，0.00565g NaH2PO4.2H20, Iml微量元素和Iml維生素。其中，每升微量元素含有:4.16g Na2EDTA, 3.15g FeCl3.6Η20，0.18g MnCl2.4H20, IOmg CoCl2.6H20,IOmgCuSO4 *5H20,22mg ZnSO4 *7H20,6mg Na2MoO4.2Η20。每升維生素含有:100mg 維生素 BI，0.5mg維生素B12and0.5mg維生素H。待擬微綠球藻N.salina培養(yǎng)至對數(shù)生長期后，將藻液離心濃縮，然后接種到貧營養(yǎng)的f/2培養(yǎng)基中，繼續(xù)培養(yǎng)至生長穩(wěn)定期。貧營養(yǎng)f/2培養(yǎng)基中，可以不含磷酸鹽，也可以含磷酸鹽但是不含微量元素，其余組份與正常富營養(yǎng)f/2培養(yǎng)基相同。
[0006]本發(fā)明與已有技術對比具有以下有益效果:本發(fā)明采用富營養(yǎng)和貧營養(yǎng)二階段式培養(yǎng)的方法，無需添加額外的營養(yǎng)降低了成本，且大大促進了微藻的生物質(zhì)產(chǎn)量，細胞油脂含量和最終油脂產(chǎn)量?？朔藗鹘y(tǒng)的缺氮培養(yǎng)只增加細胞油脂含量，但最終油脂產(chǎn)量仍然很低的缺點。在缺磷條件下，微藻的油脂含量達到了 46%，生物質(zhì)和油脂產(chǎn)量分別提高了30%和117%。在缺微量元素條件下，微藻的油脂含量達到了 40%，生物質(zhì)和油脂產(chǎn)量分別提高了 65% 和 133%。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。
[0008]圖2為本發(fā)明的實施例中不同營養(yǎng)條件下擬微綠球藻(N.salina)的生長曲線。
[0009]圖3為本發(fā)明的實施例中不同營養(yǎng)條件下擬微綠球藻(N.salina)的油脂含量。
[0010]圖4為本發(fā)明的實施例中不同營養(yǎng)條件下擬微綠球藻(N.salina)的油脂產(chǎn)量。
【具體實施方式】
[0011]實施例1.本實施例提高擬微綠球藻(N.salina)生物質(zhì)和油脂產(chǎn)量的培養(yǎng)方法具體步驟如下(工藝流程圖參見圖1 ):
[0012]1.微藻的富營養(yǎng)培養(yǎng):將擬微綠球藻N.salina接種到正常富含營養(yǎng)的f/2培養(yǎng)基中，初始PH為8，溫度24±2°C，光照79.29μπι01 IrT2iT1,通氣培養(yǎng)至對數(shù)生長期。富含營養(yǎng)的 f/2 培養(yǎng)基，每升含有:33.6g 人造海鹽，0.075g NaNO3,0.00565g NaH2PO4.2H20，Iml微量元素(T)和Iml維生素。其中，每升微量元素T含有:4.16g Na2EDTA, 3.15gFeCl3.6Η20，0.18g MnCl2.4H20, IOmg CoCl2.6H20, IOmg CuSO4.5H20, 22mg ZnSO4.7H20,6mg Na2MoO4.2H20。每升維生素含有:IOOmg維生素BI，0.5mg維生素B12and0.5mg維生素H0
[0013]2.微藻的收集濃縮:待擬微綠球藻N.salina培養(yǎng)至對數(shù)生長期后，將藻液中速離心濃縮。
[0014]3.微藻的貧營養(yǎng)培養(yǎng):將濃縮后的微藻接種到貧營養(yǎng)的f/2培養(yǎng)基中，繼續(xù)培養(yǎng)3天。貧營養(yǎng)f/2培養(yǎng)基中，可以不含磷酸鹽，也可以含磷酸鹽但是不含微量元素T，其余組份與正常富營養(yǎng)f/2培養(yǎng)基相同。
[0015]在貧營養(yǎng)培養(yǎng)階段時，與原始微藻培養(yǎng)相比，缺氮的微藻生長曲線相似，而缺磷和缺微量元素的微藻生物質(zhì)都有很大的提高，最后分別增加了 30%和65%(圖2)。在油脂含量方面，缺氮、缺磷和缺微量元素的微藻分別達到了 38%，46%和40% (圖3)。在最終油脂產(chǎn)量方面，與原始微藻培養(yǎng)相比，缺氮、缺磷和缺微量兀素的微藻分別提高了 42%, 117%和133%(圖4)。因此，缺氮的貧營養(yǎng)培養(yǎng)并沒有顯著提高微藻的油脂產(chǎn)量。相比之下，缺磷和缺微量元素的微藻比原始微藻的油脂產(chǎn)量提高了 117%和133%。
[0016]
【權利要求】
1.一種提高擬微綠球藻N.salina生物質(zhì)和油脂產(chǎn)量的培養(yǎng)方法，其特征在于對微藻進行先后二段式培養(yǎng)，即先富營養(yǎng)培養(yǎng)后貧營養(yǎng)培養(yǎng)。
2.根據(jù)權利要求1所述第一階段微藻富營養(yǎng)培養(yǎng)的方法，其特征在于將擬微綠球藻N.salina接種到正常富含營養(yǎng)的f/2培養(yǎng)基中，初始pH為8，溫度24±2 °C，光照79.29 μ mo I JiT2S'通氣培養(yǎng)至對數(shù)生長期。
3.根據(jù)權利要求2所述的正常富含營養(yǎng)的f/2培養(yǎng)基，其特征在于每升f/2培養(yǎng)基含有:33.6g 人造海鹽，0.075g NaNO3,0.00565g NaH2PO4.2H20, Iml 微量元素和 Iml 維生素；其中，每升微量元素含有:4.16g Na2EDTA, 3.15g FeCl3.6H20，0.18g MnCl2.4H20，IOmgCoCl2.6H20, IOmg CuSO4.5H20, 22mg ZnSO4.7H20，6mg Na2MoO4.2H20 ;每升維生素含有:1OOmg維生素BI,0.5mg維生素B12and0.5mg維生素Η。
4.根據(jù)權利要求1所述第二階段微藻貧營養(yǎng)培養(yǎng)的方法，其特征在于待擬微綠球藻N.salina培養(yǎng)至對數(shù)生長期后，將藻液離心濃縮，然后接種到貧營養(yǎng)的f/2培養(yǎng)基中，繼續(xù)培養(yǎng)至生長穩(wěn)定期。
5.根據(jù)權利要求4所述的貧營養(yǎng)f/2培養(yǎng)基，其特征在于不含磷酸鹽，其余組份與正常富營養(yǎng)f/2培養(yǎng)基相同。
6.根據(jù)權利要求4所述的貧營養(yǎng)f/2培養(yǎng)基，其特征在于也可以含磷酸鹽但是不含微量元素，其余組份與正常富營養(yǎng)m 培養(yǎng)基相同。
【文檔編號】C12N1/12GK103484372SQ201310463435
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年10月1日 優(yōu)先權日:2013年10月1日
【發(fā)明者】陳意民 申請人:陳意民