[发明专利]氮源用于提高金藻生物量与油脂含量的培养方法

说明书

技术领域

本发明属于海洋生物技术领域，具体涉及海洋单细胞微藻金藻的生长培养以及油脂调控。

背景技术

当前，能源问题已经成为主导国家经济发展以及战略安全的主要问题。按目前的探明储量以及消耗速度上看，世界存储石油仅可维持40年的使用。此外，以石油为主的传统化石能源的消耗给环境带来严重的污染，空气中70％的CO2和颗粒悬浮物均来自各种化石燃料的燃烧。因此，化石能源的日趋减少以及造成的环境污染使科研工作者把注意力集中到可再生能源的开发利用上。在各种可再生能源中，生物质能是地球上最普遍的具有广泛实用价值的一种可再生能源资源。

微藻，由于其具有光合效率高、繁殖快、油脂含量高、不占用农业耕地等特点，使微藻油脂成为目前第三代生物能源开发的原料。目前对于大部分微藻尤其是绿藻而言，提高其细胞油脂含量的主要培养调控方法是氮限制胁迫，即将藻细胞接种于氮限制或无氮环境的培养体系中以改变其体内碳流的途径，使合成蛋白或碳水化合物的碳源用于向合成脂肪的方向流动，从而达到提高脂肪含量的目的。然而由于氮源的限制使藻细胞的分裂、生长受到限制，在培养后期藻细胞会出现分裂活动停止，细胞活力下降导致生物量急剧下降，最后藻细胞的总脂肪产量反而没有得到极大的提升。

湛江等鞭金藻(Isochrysis zhangjiangensis)、球等鞭金藻(Isochrysis galbana)都是海洋微藻，属于金藻门、普林藻纲、等鞭藻目、等鞭藻科、等鞭藻属。据报道，金藻尤其是球等鞭金藻体内的总脂肪可以占其干重的20-40％，并且富含多不饱和脂肪酸，而迄今为止对于湛江等鞭金藻还未有报道。因此，找到一种既能提高金藻生物量又能提高其油脂含量的培养方法成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对金藻(湛江等鞭金藻、球等鞭金藻)提供了一种生物量和油脂含量筒同时得以提高的培养方法。

为了实现上述目的，本发明采用的培养方法包括以下步骤：

一种提高金藻生物量与油脂含量的培养方法：

1)藻细胞预培养于容器中，待生长至指数期；

2)将指数期的藻细胞接种于添加氮源的传统灭菌的f/2培养基中，于柱状光生物反应器中通空气培养；8-10天时间内将藻细胞收获；

其中，于f/2培养基中添加氮源的量为0.4～200mmol/L。

3)油脂提取与测定：将生长平台期的藻液收获离心，所得的藻泥经冷冻干燥，得到干藻粉后采用氯仿-甲醇法分析测定油脂含量。

添加氮源的添加方式为一次性加入、间歇补加或连续补加；其中一次性加入氮源，浓度为20～200mmol/L；间歇补加为每12-72h内向培养体系中加入氮源，浓度为0.2～100mmol/L；连续补加的方式使培养体系中的氮源浓度维持在0.88～50mmol/L。

该方法适应的藻株为湛江等鞭金藻(Isochrysis zhangjiangensis)或球等鞭金藻(Isochrysis galbana)。

指数期的藻细胞采用高密度接种于添加氮源的传统灭菌的f/2培养基中，接种终浓度至少为6×10⁶cell.ml^-1～10×10⁶cell.ml^-1。

藻细胞生长于添加氮源的传统f/2培养基中，选用的氮源为硝酸盐或尿素；所述硝酸盐为硝酸钠、硝酸钾。

所述培养温度25～30℃，光强150～300μmol.m^-2s^-1，光暗比为12～14h∶12～10h，空气中CO₂体积浓度为1％～5％，通气速率0.6～1.2vvm。

所述光生物反应器为柱状光生物反应器，柱体直径为3-8厘米。

本发明的优点如下：

1.脂肪产量高：本发明所得到的藻细胞生物量有显著的提高，细胞密度最高可达1.1×10⁸～1.3×10⁸cell/ml，干重最高2.82～3.2g/L，油脂含量最高达36～53％，而普通培养条件下细胞密度最高仅为2.4～3.0×10⁷cell/ml，干重最高0.9～1.18g/L，油脂含量25～29％，因此脂肪产量得到了大大提高，是普通培养条件下的3～4倍，弥补了目前由氮源限制带来的油脂含量提高且生物量下降的缺陷。