[发明专利]由微藻类制造高含量淀粉的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于培养具有高淀粉含量的微藻类的培养基(medium)，以及用该培养基培养具有高淀粉含量的微藻类的方法。

背景技术

20世纪发生了快速的工业化进程，其归因于化石燃料，特别是石油的消耗，而快速的工业化进程和人口增加反过来驱使了对于石油的增长性需求。然而，石油不是可再生的资源，在自然界的储备是有限的。而且，化石燃料燃烧引起的二氧化碳排放被责备为全球变暖的主要原因。正因如此，近来在对能量效率的改善和对于石油的替代品上投入了大量的关注以减少二氧化碳的排放。

化石燃料的替代品之一是植物来源的生物质聚合物，其通过化学或生物的方法从例如玉米、大豆、甘蔗和木材的可再生植物资源制备而来。这种形式的燃料对环境的影响较小，因为它在具有可生物降解性之外，还能减少二氧化碳的排放。在生物质聚合物中，聚乳酸是线性脂肪族聚酯，其通过将玉米或土豆的淀粉发酵或者将由植物纤维素糖基化和发酵得到的糖单体进行聚合而制备得到。同时它也是碳中性、环境友好的热塑性聚合物的资源。然而，保证廉价的生物质和糖类资源对于大规模的生物材料制备是很重要的。

在各种生物质材料中，微藻类受到越来越多的关注，因为微藻类是一种有前景、可持续的来源，其能快速增长、具有高含量的脂质、且不与食物资源竞争。在作为化石燃料替代品的生物质材料中，藻类被视为具有前景、且即将到来的替代品，并且其不与食物资源竞争。

具体地，微藻类是光合自养生物，其能够通过太阳能由水和二氧化碳生成有机化合物。一般而言，大体将藻类分为微藻类和大型藻类(macroalgae)。在微藻类的许多物种中，具有高脂质含量的微藻类得以积极的研究用于生产电能和生物燃料。

作为一种生物质，微藻类被用于通过酯交换反应来制造生物柴油，通过发酵来制备乙醇或甲烷，通过气化来制造甲烷或氢，通过热解来制造气体/液体燃料，以及通过燃烧来制造热或电力。实际上，通过对生物质中含有的脂质进行酯交换而制造的生物柴油已经完全在全球范围内得以充分的商业化。然而，通过糖基化来回收碳水化合物(戊糖、己醣)需要能够培养具有高淀粉含量的微藻类的技术，而该技术相比较而言还处于初级阶段。

除了例如氮和磷的必需元素之外，藻类的生长通常还需要硅、少量的无机材料、维他命等，而它们的生长范围由各元素的合适梯度决定。见Schindler 1974、Han，2000、Lund，1950。实际上，绿藻类在高比例的氮/磷条件下活跃生长，而例如小球藻(Chlorella)的小的球形细胞在高比例的硝酸盐或氨条件下活跃生长。小球藻是一种小的单细胞的浮游植物，且为直径大约3-10微米的球形细胞。它也能在包括弱光和低温的较差生长条件下快速生长。

现已有大约30种不同类型的用于培养小球藻的培养基。到目前为止，用于小球藻的最广为人知的培养基是具有高含量氮和磷的Allen’s培养基。开发该培养基仅仅是为了促进藻类的生长，但是还没有研究来开发可用来使微藻类的淀粉含量最大化的培养基。

以上在背景部分公开的信息仅为了加强对本发明背景的理解，因而可能包含本国家该领域内的普通技术人员已知的但不形成现有技术的信息。

发明内容

本发明提供了一种特定的用于培养微藻类以使微藻类中的淀粉含量最大化的培养基。在说明性实施方式中，本发明中用于培养微藻类的培养基包括NaNO₃、K₂HPO₄、MgCl₂·6H₂O、Na₂CO₃、CaCl₂、乙二胺四乙酸、柠檬酸和Na₂SiO₃·9H₂O或柠檬酸铁。另外，本发明也提供了使用该培养基来培养微藻类的方法。

本发明的其他方面和优选的实施方式在下文中进行讨论。

附图说明

以上的和本发明的其他特征将参考其中的某些示例性实施方式进行详细说明，这些示例性实施方式在附图中说明且仅以说明的方式在下文中给出，因而不限制本发明，其中：

图1为示出用实施例1的培养基培养的微藻类的照片。

应该理解的是，附图不必要成比例，而是对说明本发明基本原理的各种优选特征的略微简化的呈现。在本文公开的本发明的特定设计特征，包括，例如，特定的尺寸、朝向、放置点和形状将部分地由特定意向的应用和使用环境所决定。

具体实施方式