一種培養微藻的方法技術

本發明專利技術公開了一種培養微藻的方法。它是將微藻接種到培養基中培養，在培養過程中流加或分批補加無機磷至培養結束。本發明專利技術通過大量的研究，充分考慮微藻生長以及油脂積累特性，提出一種低磷流加培養微藻獲得油脂的方法，能夠保證微藻油脂含量快速增加的同時，獲得較高的生物量產率，有效解決了微藻細胞含油量、生物量與油脂產率之間的矛盾，大幅提高微藻油脂的生產效率，可以應在微藻的規模化養殖過程中，獲得的藻泥可用在食品保健、飼料、生物能源和化妝品等領域。

【技術實現步驟摘要】
一種培養微藻的方法
：本專利技術屬于微藻制備油脂領域，具體涉及一種培養微藻的方法。
技術介紹
：微藻是一類系統發生各異、個體較小、通常為單細胞或多細胞群體、能進行光合作用的水生低等植物。許多門類的微藻能夠積累大量的儲藏性油脂，研究表明：微藻儲藏性油脂在生物能源、化妝品、藥品、功能性食品、飼料添加劑等領域具有廣闊的應用前景。微藻在營養充足、環境適宜的條件下，并不能積累過多的儲藏性油脂，只有在脅迫條件下(環境脅迫、營養脅迫)，細胞才可以大量、快速的積累儲藏性油脂。微藻的上述特性，限制了其不能通過全營養培養模式獲取含油量高的微藻生物質。大量研究表明：利用全營養培養模式培養微藻，雖然可以獲得較高的生物質產量，但生物質的油脂含量較低，難以滿足油脂提取的需要?？梢蕴岣呶⒃逵椭康拿{迫條件主要包括：低氮脅迫、低磷脅迫、高鹽脅迫、高溫脅迫、pH脅迫、激素、氧化劑、高光強脅迫等，上述脅迫條件中，氮脅迫的研究最為廣泛，被研究機構用在微藻機理研究、獲得少量含油藻粉中，目前尚未見發現在規?；B殖中的實例。低氮脅迫有兩種實現方式：“初始低氮脅迫”與“氮充足-氮饑餓兩步法”。初始低氮脅迫是培養初期添加低濃度的氮元素，整個培養過程中不補加氮元素，低氮脅迫可以顯著提高微藻細胞的含油量，但卻明顯抑制微藻的生長，對油脂總產量提升幅度有限，同時由于缺氮的影響，微藻細胞整體代謝過程紊亂，不利于微藻的長期、連續培養。氮充足-氮饑餓兩步法首先利用全營養培養基培養微藻使其快速增殖，隨后通過離心或過濾等方式收集藻細胞，再將收集的藻細胞重新接種至無氮或低氮的培養基中，進行氮饑餓或氮限制培養誘導微藻油脂的積累，收集藻細胞重新接種的過程能耗巨大，規?；糯蠛箅y以實現。因此，低氮脅迫的油脂誘導方式至今無法應用在微藻的規?；a中。磷元素是微藻正常生長所不可缺少的元素之一，它是構成細胞遺傳物質(DNA和RNA)、能量貨幣(ATP)、還原力(NADPH)、細胞膜和某些蛋白質的主要元素，對微藻的脂質積累也有顯著影響，降低磷源可以促進碳水化合物分解并向油脂轉化，可顯著提高油脂含量，磷是細胞遺傳物質(DNA、RNA)的主要元素，低磷抑制細胞分裂。由于低磷條件下，對蛋白、色素代謝影響較小，通過低磷條件下的流加，可以在保證細胞正常生長的同時，顯著提高油脂含量和產量，同時對微藻的長期、連續培養的影響較小。目前未見有通過低磷流加提高微藻油脂積累的相關報道。如何有效培養微藻獲得較高的油脂產率，目前國內外已公布了若干相關技術專利技術，但這些技術并不能很好的進行推廣和使用，現舉例對已公開的代表性技術專利技術進行描述：(1)用于小球藻異養培養的低磷培養基(CN200710047684.0)，該專利技術涉及一種用于小球藻異養培養的低磷培養基，培養基中KH2PO4濃度為10-1000mg/L，KH2PO4的用量僅為原Basal配方的1.6％-16％，但小球藻培養的接種量、比生長速率、生物量產量、生長趨勢、培養時間達到原Basal培養的相當水平。該專利屬于異養培養模式，異養培養與光自養培養在營養需求方面存在較大的差異。該專利與本專利技術專利在技術和保護范圍上并不存在沖突。(2)一種提高微藻產油量的培養方法(CN201410386845.9)，該專利技術公開了一種提高微藻產油量的培養方法。在微藻培養基中加入終濃度為0.35-12mM的過氧化氫(H2O2)，誘導微藻油脂迅速積累。該方法可縮短培養周期，降低生產成本、對環境友好、操作方便、效果明顯，適用于微藻產油規模化培養。該專利所獲得微藻粉的安全性有待進一步評估，且與本專利技術專利在技術和保護范圍上并不存在沖突。(3)用兼養和富氮-缺氮兩階段培養策略提高產油微藻生物量和油脂累積的方法(CN201110192159.4)，該專利技術向自養培養基中添加一定濃度的有機碳源葡萄糖,和作為自養碳源的CO2進行兼養培養。同時在富氮條件下，將微藻高密度培養到穩定期后，將藻液轉接到缺氮培養基中繼續培養。該方法難以進行規?；糯螅遗c本專利技術專利在技術和保護范圍上并不存在沖突。(4)一種提高微藻油脂產量的pH兩階段調節培養方法(CN201310492806.2)，該專利技術公開了一種提高微藻油脂產量的pH兩階段調節培養方法，第一階段使培養基的pH固定在最適合藻類生長的值，來獲得最大生物量的積累；第二階段則使培養基的pH固定在最適合該藻體油脂積累的值，來獲得最大油脂積累量,這樣就可以在最大生物量的基礎上爭取最大的油脂積累量，即得到最大的總油脂含量，提高生物柴油產量。該技術可能存在藻種適應性問題，提高并固定pH控制成本高，難以進行推廣，且與本專利技術專利在技術和保護范圍上并不存在沖突。(5)一種提高微藻油脂產率的方法(CN201410441942.3)，首先將微藻在存在植物激素的改良培養基中進行光自養培養，到穩定期后將離心獲得的藻體作為種子在脅迫培養基中進行光脅迫、氮脅迫培養。這一技術獲得藻泥的安全性有待進一步評估，同時存在離心收獲藻體的高成本過程，難以進行放大推廣，且與本專利技術專利在技術和保護范圍上并不存在沖突。(6)一種促進自養微藻中性脂累積的培養方法(CN201310331939.1)，將處于增殖后期,具有中性脂累積代謝能力的微藻處于400-550nm光波條件下進行中性脂累積培養，該技術難以進行戶外規模化應用，且與本專利技術專利在技術和保護范圍上并不存在沖突。(7)一種高溫脅迫微藻快速積累油脂的方法(CN201510657796.2),在反應器中培養微藻，直至所述微藻的生長進入對數生長期末期，將上述微藻在高溫環境中脅迫培養1-2天，離心，即得高油脂含量微藻，該技術高溫控制成本高，技術難度打，難以進行戶外規?；瘧?，且與本專利技術專利在技術和保護范圍上并不存在沖突。(8)一種促進微藻藻體快速積累油脂的方法(CN201410649618.0)，通過加入激素使油脂含量增加，一種促進微藻油脂積累的培養方法(CN201510219454.2)添加N-環己基-2-氨基乙磺酸提高微藻油脂產量，這兩種方法獲得藻粉的安全性和環境的安全性需要進一步評估，且與本專利技術專利在技術和保護范圍上并不存在沖突。(9)養殖微藻的方法及生產油脂的方法(CN201310229352.X)，接種后的藻液采用超高氮源培養，以氮原子計的氮肥濃度大于30mmol/L，光自養培養＞10天收獲，該專利可能存在藻種的適應性、成本過高和環境安全問題，且與本專利技術專利在技術和保護范圍上并不存在沖突。由此可見，現有技術的缺點如下(1)油脂產量低。初始低氮脅迫雖然可以獲得較高的生油脂含量，卻無法獲得高的生物質產量，微藻油脂產量等于生物質含油量與生物質產量的乘積，因此，初始低氮脅迫最終無法獲得高的油脂產量。(2)成本高，實現困難?！暗渥?氮饑餓兩步法”雖然分步解決了微藻細胞高含油量與低油脂產量之間的矛盾，但在兩步之間卻需要能耗巨大的收集藻細胞的過程，這一方法在小規模研究中可行，但用于規模化養殖卻難以實現。(3)初始低磷脅迫也可以提高油脂含量，但磷缺乏也會嚴重影響微藻生長，低磷脅迫的技術局限性與低氮脅迫一致，難以解決微藻細胞含油量、生物量與油脂產率之間的矛盾，因此規?；瘧么嬖诶щy。
技術實現思路
：本專利技術的目的是提供一種能夠保證微藻油脂含量快速增加的同時，獲本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種培養微藻的方法，其特征在于，將微藻接種到培養基中培養，在培養過程中流加或分批補加無機磷至培養結束。

【技術特征摘要】
1.一種培養微藻的方法，其特征在于，將微藻接種到培養基中培養，在培養過程中流加或分批補加無機磷至培養結束。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的微藻為但不限于單細胞綠藻和真眼點藻。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的微藻，其培養模式為三角瓶、開放池或光生物反應器模式培養，當為三角瓶或開放池模式培養時，所述培養基，以NaH2PO4·2H2O計算磷，初始含有磷濃度為0-4mgL-1；當為光生物反應器時，初始磷濃度為0-16mgL-。4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的將微藻接種到培養基中培養是將OD700在0.1-1.0之間的微藻液接種到培養基中培養；所述的在培養過程中流加或分批補加無機磷至培養結束，是自微藻接種到培養基中培養2-4天后再流加或分批補加無機磷。5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的分...

【專利技術屬性】
技術研發人員：向文洲，楊芳芳，陳程浩，李濤，吳華蓮，戴世鯤，范潔偉，劉德海，林盛杰，楊登亮，呂平平，錢茜茜，
申請(專利權)人：中國科學院南海海洋研究所，廣州市白云聯佳精細化工廠，
類型：發明
國別省市：廣東,44