[发明专利]一种利用二氧化碳培养海洋绿藻积累淀粉的方法

说明书

技术领域

本发明涉及海洋绿藻培养积累淀粉，具体的说是一种利用气体中的二氧化碳(CO₂)(包括工厂排放尾气中的CO₂)及添加营养盐的培养方式，在光照生物反应器中，采用合适的光照、温度、pH和通气条件，培养海水绿藻并积累淀粉。可用于CO₂减排和循环利用、藻类培养以及淀粉生产和以淀粉为原料的能源、食品、医药等相关领域。

背景技术

人类目前正面临日趋严重的环境问题。大规模的工业发展带来了二氧化碳的过量排放。由CO₂所引起的温室效应和全球气候变化正逐渐威胁到人类的生存和发展。CO₂的减排成为了全世界关注的焦点。

海洋绿藻(Marine Green Algae)是生长于海洋中的低等绿色植物，它们能够通过光合作用将CO₂和太阳光转化成生物质并释放氧气。海洋绿藻因其生长速度快、CO₂固定效率高、环境适应力强、不占耕地、易于人工控制、能实现连续生产等优点，被认为是生物固定CO₂非常可行的方法之一，同时其产生的高附加值物质使其在经济上具有可行性。

淀粉是绿藻光合作用的积累产物，它以淀粉粒(granule)的形式储存于细胞中。能大量积累淀粉的绿藻很多集中在淡水藻中，如小球藻(Chlorellavulgaris)在蛋白合成受阻的情况下能积累占干重50％以上的淀粉；斜栅藻(Scenedesmus basilensis)在异养和混合养时能积累占干重40％～60％以上的淀粉；莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)也能达到50％以上的淀粉含量。而海洋绿藻能大量积累淀粉的报道不多。利用占地球水体积97％的海水生产海藻淀粉，可以大大减少对淡水资源的需求，在淡水资源紧张的今天，其环保意义尤为突出。此外，目前大多数能积累淀粉的微藻培养方法都为添加有机物的异养或混合养，这使得淀粉生产成本较高，而利用CO₂，尤其是利用乙醇发酵尾气或烟道气等工业废气中的CO₂为唯一碳源进行微藻淀粉积累，则将明显降低生产成本。

发明内容

本发明目的是提供一种利用CO₂培养海水绿藻，并积累大量绿藻淀粉的方法。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

将CO₂与空气混合后通入藻培养光照反应器中，通过控制营养元素、光照、温度和pH等培养条件，以光合自养的方式使海洋绿藻积累大量淀粉并在合适的时机收获藻细胞。

以海洋绿藻亚心型四爿藻(Tetraselmis subcordiformis)为实验材料，在光照生物反应器中，利用气体中的CO₂及添加营养盐的培养方式，连续照光，使藻细胞生长并积累淀粉。

可按如下步骤具体操作：

1)藻细胞种子液的获得

藻种培养基的配制：于0.3μm孔径的微滤膜过滤的海水中添加营养盐及其最终浓度为：NaNO₃ 100mg/L，NaH₂PO₄·2H₂O 20.0mg/L，EDTA-Na₂45.0mg/L，H₃BO₃ 33.6mg/L，MnCl₂·4H₂O 0.36mg/L，FeCl₃·6H₂O 1.3mg/L，ZnCl₂ 0.21mg/L，CoCl₂·6H₂O 0.20mg/L，(NH₄)₄Mo₇O₂₄·4H₂O 0.09mg/L，CuSO₄·5H₂O 0.20mg/L，KNO₃ 1g/L，KH₂PO₄ 0.05g/L，Tris 0.81g/L，CH₃COOH0.346g/L。110℃高压蒸汽灭菌15min，冷却后备用。