一種自養(yǎng)與異養(yǎng)混合培養(yǎng)小球藻的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種自養(yǎng)與異養(yǎng)混合培養(yǎng)小球藻的方法，屬于生物【技術(shù)領(lǐng)域】。該發(fā)明包括機(jī)械攪拌發(fā)酵罐異養(yǎng)培養(yǎng)小球藻、藻液稀釋、光自養(yǎng)培養(yǎng)小球藻三個(gè)步驟，通過(guò)本發(fā)明一方面可以使小球藻在較短的培養(yǎng)周期里細(xì)胞密度達(dá)到高密度培養(yǎng)水平，另一個(gè)方面在于可以使小球藻的品質(zhì)與異養(yǎng)培養(yǎng)相比有較大幅度提高，達(dá)到光自養(yǎng)培養(yǎng)水平，實(shí)現(xiàn)小球藻高密度高品質(zhì)培養(yǎng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種自養(yǎng)與異養(yǎng)混合培養(yǎng)小球藻的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物【技術(shù)領(lǐng)域】,具體是一種自養(yǎng)與異養(yǎng)混合培養(yǎng)小球藻的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]小球藻是一種具有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的生物資源，有著巨大的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)潛力。小球藻富含蛋白質(zhì)、不飽和脂肪酸、類(lèi)胡蘿卜素、葉黃素、蝦青素和多種維生素，具有極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和提高免疫力的功能。
[0003]人們對(duì)小球早的研究歷史較長(zhǎng)，其中普通小球藻和蛋白核小球藻是研究較多的藻種，也是目前商業(yè)化生產(chǎn)普遍采用的藻種。
[0004]目前,小球藻常用的培養(yǎng)方式有兩種:開(kāi)放式戶外大池光自養(yǎng)培養(yǎng)和發(fā)酵罐異養(yǎng)培養(yǎng)。開(kāi)放式戶外大池培養(yǎng)室目前商業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的常用方法，雖然其成本低，但由于細(xì)胞密度低、易污染、占地面積大等缺點(diǎn)，使其發(fā)展受到很大限制。異養(yǎng)培養(yǎng)目前基本上處于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)階段，其雖可以大幅度地提高細(xì)胞密度，但獲得的早提與光自養(yǎng)培養(yǎng)相比蛋白質(zhì)和色素的含量明顯下降，品質(zhì)降低，不具有光自養(yǎng)培養(yǎng)的小球藻應(yīng)用價(jià)值。
[0005]CN200610025618公開(kāi)了一種高密度高品質(zhì)培養(yǎng)小球藻的方法，該培養(yǎng)方法包括生物反應(yīng)器高密度異養(yǎng)培養(yǎng)、高密度藻液的稀釋和光自養(yǎng)培養(yǎng)三個(gè)階段，串聯(lián)光自養(yǎng)和異養(yǎng)培養(yǎng)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)小球藻高密度高品質(zhì)培養(yǎng)。但該發(fā)明光自養(yǎng)培養(yǎng)過(guò)程溫度和光照強(qiáng)度范圍太大，不是小球藻光自養(yǎng)培養(yǎng)的最適宜溫度和光照強(qiáng)度，嚴(yán)重影響產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量。
[0006]CN200810112998.9公開(kāi)了一種從自養(yǎng)到異養(yǎng)兩步培養(yǎng)小球藻生產(chǎn)生物柴油的方法。該方法包括小球藻的自養(yǎng)培養(yǎng)、細(xì)胞濃縮、異養(yǎng)發(fā)酵、藻類(lèi)細(xì)胞收集和干燥、從干燥的細(xì)胞中提取油脂和酯化反應(yīng)制備生物柴油等步驟。該方法在異養(yǎng)階段加入的有機(jī)碳源選自葡萄糖、果糖、玉米淀粉水解液、木薯淀粉水解液等，成本較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出一種自養(yǎng)與異養(yǎng)混合培養(yǎng)小球藻的方法。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供具體技術(shù)方案如下:
[0009]I)機(jī)械攪拌發(fā)酵罐異養(yǎng)培養(yǎng)小球藻:在機(jī)械攪拌發(fā)酵罐中加入pH為6.5?7.5的異養(yǎng)培養(yǎng)液，小球藻接種量為10%工作體積，培養(yǎng)溫度28?30°C，控制pH在6.5?7.5范圍內(nèi)，控制DO值(溶氧量)在20%?40%范圍內(nèi)，至小球藻細(xì)胞密度最高時(shí)結(jié)束培養(yǎng)；
[0010]2)藻液稀釋:用培養(yǎng)基將步驟I)獲得的藻液稀釋至細(xì)胞密度為15?25g/L，pH維持6.5?7.5 ;
[0011]3)光自養(yǎng)培養(yǎng)小球藻:將步驟2)獲得的稀釋液轉(zhuǎn)入光自養(yǎng)培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度28?30°C，光照強(qiáng)度 2000 ?50001ux。
[0012]所述步驟I)異養(yǎng)培養(yǎng)過(guò)程無(wú)需光照，在黑暗中培養(yǎng)。
[0013]所述步驟I)中的異養(yǎng)培養(yǎng)液是在BG-1l基礎(chǔ)上優(yōu)化的液體培養(yǎng)基，其成分是:NaNO3L 5g/L，K2HP04.3Η20 0.04g/L, MgSO4.7Η20 0.075g/L, CaCl2.7Η200.036g/L，Na2 -EDTA0.0Olg/L, Na2CO30.02g/L,乙酸鈉 0.0lg/L，檸檬酸 0.006g/L，檸檬酸鐵銨 0.006g/L，微量元素、溶液lmL/L，蒸餾水。
[0014]所述微量元素A5 溶液成分:H3B032.86g/L，MnCl2.4H20 1.86g/L,ZnSO4.7H200.222g/L, Na2Mo04.2H20 0.39g/L, CuSO4.5H20 0.079g/L, CoCl2.6H20 0.04g/L0
[0015]所述異養(yǎng)培養(yǎng)液的N/P為30。
[0016]所述步驟3)光自養(yǎng)培養(yǎng)小球藻過(guò)程光源是自然光。
[0017]所述步驟3)采用自養(yǎng)培養(yǎng)液，其成分是尿素0.32g/L，磷酸二氫鉀0.156g/L，七水硫酸鎂0.146g/L，氯化鐵0.001g/L。
[0018]上述培養(yǎng)步驟采用補(bǔ)料流加培養(yǎng)形式對(duì)小球藻進(jìn)行培養(yǎng)，補(bǔ)料為異養(yǎng)培養(yǎng)液和自養(yǎng)培養(yǎng)液，補(bǔ)料方式如下:自接種開(kāi)始，第24h補(bǔ)料60mL，第48h補(bǔ)料10mL,第72h補(bǔ)料50mL,以后每隔24h補(bǔ)料50mL至不再增長(zhǎng)。
[0019]上述培養(yǎng)步驟全過(guò)程均在無(wú)菌條件下進(jìn)行。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:一方面可以使小球藻在較短的培養(yǎng)周期里細(xì)胞密度達(dá)到高密度培養(yǎng)水平，另一個(gè)方面在于可以使小球藻的品質(zhì)與異養(yǎng)培養(yǎng)相比有較大幅度提高，達(dá)到光自養(yǎng)培養(yǎng)水平，實(shí)現(xiàn)小球藻高密度高品質(zhì)培養(yǎng)。

【具體實(shí)施方式】
[0021]本發(fā)明提供了一種自養(yǎng)與異養(yǎng)結(jié)合培養(yǎng)小球藻的方法，該方法包括在機(jī)械攪拌發(fā)酵罐異養(yǎng)培養(yǎng)小球藻、藻液稀釋和光自養(yǎng)培養(yǎng)小球藻三個(gè)階段:
[0022]I)異養(yǎng)培養(yǎng):在機(jī)械攪拌發(fā)酵罐中加入pH為6.5?7.5的異養(yǎng)培養(yǎng)液,小球藻接種量為10%工作體積，培養(yǎng)溫度28?30°C，控制pH在6.5?7.5范圍內(nèi)，控制DO值(溶氧量)在20%?40%范圍內(nèi)，至小球藻細(xì)胞密度最高時(shí)結(jié)束培養(yǎng)；
[0023]2)藻液稀釋:用培養(yǎng)基將步驟I)獲得的藻液稀釋至細(xì)胞密度為15?25g/L，pH維持6.5?7.5 ;
[0024]3)光自養(yǎng)培養(yǎng):將步驟2)獲得的稀釋液轉(zhuǎn)入光自養(yǎng)培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度28?30°C，光照強(qiáng)度2000?50001ux。
[0025]實(shí)施例1，機(jī)械攪拌發(fā)酵罐異養(yǎng)培養(yǎng)小球藻
[0026]在機(jī)械攪拌發(fā)酵罐中加入pH為6.5?7.5的異養(yǎng)培養(yǎng)液,小球藻接種量為10%工作體積，培養(yǎng)溫度28?30°C，控制pH在6.5?7.5范圍內(nèi)，控制DO值(溶氧量)在20%?40%范圍內(nèi)，至小球藻細(xì)胞密度最高時(shí)(45?55g/L)結(jié)束培養(yǎng)，采用補(bǔ)料流加培養(yǎng)形式對(duì)小球藻進(jìn)行培養(yǎng)，補(bǔ)料為異養(yǎng)培養(yǎng)液，補(bǔ)料方式如下:自接種開(kāi)始，第24h補(bǔ)料60mL,第48h補(bǔ)料10mL,第72h補(bǔ)料50mL，以后每隔24h補(bǔ)料50mL至不再增長(zhǎng)，異養(yǎng)培養(yǎng)過(guò)程無(wú)需光照，在黑暗中培養(yǎng)，并且保證無(wú)菌條件，異養(yǎng)培養(yǎng)液是在BG-1l基礎(chǔ)上優(yōu)化的液體培養(yǎng)基，N/P為 30，其成分是=NaNO3L 5g/L, K2HPO4.3H20 0.04g/L, MgSO4.7H20 0.075g/L, CaCl2.7H20
0.036g/L，Na2 - EDTA 0.0Olg/L, Na2CO30.02g/L,乙酸鈉 0.01g/L，檸檬酸 0.006g/L，檸檬酸鐵銨 0.006g/L,微量元素 A5 溶液 lmL/L:H3B032.86g/L, MnCl2.4H201.86g/L, ZnSO4.7H20
0.222g/L, Na2MoO4.2H20 0.39g/L, CuSO4.5H20 0.079g/L, CoCl2.6H20 0.04g/L。蒸餾水。
[0027]實(shí)施例2，藻液稀釋
[0028]用自養(yǎng)培養(yǎng)液將上述實(shí)施例1獲得的藻液稀釋至細(xì)胞密度為15?25g/L，pH維持
6.5 ?7.5o
[0029]實(shí)施例3，光自養(yǎng)培養(yǎng)小球藻
[0030]將上述實(shí)施例2獲得的稀釋液轉(zhuǎn)入光自養(yǎng)培養(yǎng)，小球藻接種量為10%工作體積，采用補(bǔ)料流加培養(yǎng)形式對(duì)小球藻進(jìn)行培養(yǎng)，補(bǔ)料為自養(yǎng)培養(yǎng)液，補(bǔ)料方式如下:自接種開(kāi)始，第24h補(bǔ)料60mL，第48h補(bǔ)料10mL,第72h補(bǔ)料50mL，以后每隔24h補(bǔ)料50mL至不再增長(zhǎng)，培養(yǎng)溫度28?30°C，光照強(qiáng)度2000?50001uX，自養(yǎng)培養(yǎng)過(guò)程光源是自然光，采用自養(yǎng)培養(yǎng)液，其成分是尿素0.32g/L，磷酸二氫鉀0.156g/L，七水硫酸鎂0.146g/L，氯化鐵0.001g/Lo
【權(quán)利要求】
1.一種自養(yǎng)與異養(yǎng)混合培養(yǎng)小球藻的方法，其特征在于，包括在機(jī)械攪拌發(fā)酵罐異養(yǎng)培養(yǎng)小球藻、藻液稀釋和光自養(yǎng)培養(yǎng)小球藻三個(gè)階段: 1)機(jī)械攪拌發(fā)酵罐異養(yǎng)培養(yǎng)小球藻:在機(jī)械攪拌發(fā)酵罐中加入pH為6.5?7.5的異養(yǎng)培養(yǎng)液，小球藻接種量為10%工作體積，培養(yǎng)溫度28?30°C，控制pH在6.5?7.5范圍內(nèi)，控制DO值(溶氧量)在20%?40%范圍內(nèi)，至小球藻細(xì)胞密度最高時(shí)結(jié)束培養(yǎng)； 2)藻液稀釋:用培養(yǎng)基將步驟I)獲得的藻液稀釋至細(xì)胞密度為15?25g/L，pH維持6.5 ?7.5 ; 3)光自養(yǎng)培養(yǎng)小球藻:將步驟2)獲得的稀釋液轉(zhuǎn)入光自養(yǎng)培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度28?30°C，光照強(qiáng)度2000?5000lux。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自養(yǎng)與異養(yǎng)混合培養(yǎng)小球藻的方法，其特征在于，所述步驟I)機(jī)械攪拌發(fā)酵罐異養(yǎng)培養(yǎng)小球藻和步驟3)光自養(yǎng)培養(yǎng)小球藻過(guò)程采用補(bǔ)料流加培養(yǎng)形式對(duì)小球藻進(jìn)行培養(yǎng)，補(bǔ)料為異養(yǎng)培養(yǎng)液和自養(yǎng)培養(yǎng)液，補(bǔ)料方式如下:自接種開(kāi)始，第24h補(bǔ)料60mL,第48h補(bǔ)料10mL,第72h補(bǔ)料50mL,以后每隔24h補(bǔ)料50mL至不再增長(zhǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自養(yǎng)與異養(yǎng)混合培養(yǎng)小球藻的方法，其特征在于，所述步驟I)機(jī)械攪拌發(fā)酵罐異養(yǎng)培養(yǎng)小球藻過(guò)程無(wú)需光照，在黑暗中培養(yǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自養(yǎng)與異養(yǎng)混合培養(yǎng)小球藻的方法，其特征在于，所述步驟I)機(jī)械攪拌發(fā)酵罐異養(yǎng)培養(yǎng)小球藻中的異養(yǎng)培養(yǎng)液是在BG-1l基礎(chǔ)上優(yōu)化的液體培養(yǎng)基，其成分是:NaNO31.5g/L, K2HPO4.3H20 0.04g/L, MgSO4.7H20 0.075g/L, CaCl2.7H200.036g/L，Na2 - EDTA 0.0Olg/L, Na2CO30.02g/L,乙酸鈉 0.01g/L，檸檬酸 0.006g/L，檸檬酸鐵銨0.006g/L,微量元素A5溶液lmL/L，蒸餾水。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種自養(yǎng)與異養(yǎng)混合培養(yǎng)小球藻的方法，其特征在于，所述微量元素 A5 溶液成分:Η3Β032.86g/L, MnCl2.4H20 1.86g/L, ZnSO4.7H20 0.222g/L,Na2MoO4.2H20 0.39g/L, CuSO4.5H20 0.079g/L, CoCl2.6H200.04g/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種自養(yǎng)與異養(yǎng)混合培養(yǎng)小球藻的方法，其特征在于，所述異養(yǎng)培養(yǎng)液的N/P為30。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自養(yǎng)與異養(yǎng)混合培養(yǎng)小球藻的方法，其特征在于，所述步驟3)光自養(yǎng)培養(yǎng)過(guò)程光源是自然光。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自養(yǎng)與異養(yǎng)混合培養(yǎng)小球藻的方法，其特征在于，所述步驟3)光自養(yǎng)培養(yǎng)采用自養(yǎng)培養(yǎng)液，其成分是尿素0.32g/L，磷酸二氫鉀0.156g/L，七水硫酸鎂 0.146g/L，氯化鐵 0.001 g/L ο
9.根據(jù)權(quán)利要求1?8所述的一種自養(yǎng)與異養(yǎng)混合培養(yǎng)小球藻的方法,其特征在于,所述全部培養(yǎng)步驟全過(guò)程均在無(wú)菌條件下進(jìn)行。
【文檔編號(hào)】C12N1/12GK104357330SQ201410632577
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月11日
【發(fā)明者】馮濤, 趙曉霞 申請(qǐng)人:甘肅德福生物科技有限公司