[发明专利]用于提高资源生产的微藻培养方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年5月2日提交的美国临时申请第61/987,695号的优先权，该临时申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开通常涉及培养微藻(microalgae)的方法。尤其是，所述方法能够用于微藻生物质、蛋白质和脂质的增产。本公开还涉及从本文描述的一种或多种方法所培养的微藻中分离的和/或纯化的微藻生物质、蛋白质和脂质。

背景技术

历史上，电力生产和现代运输所需的能量主要由化石燃料提供。虽然人类已经开发了其它能源(例如：风能、太阳能、水力发电、核能等)并且在全球范围中使用，但是我们仍然严重依赖化石燃料(例如汽油、柴油、燃料油、原油、煤和天然气)的燃烧以满足我们对能源和运输需求。然而，随着全球现代化对化石燃料能源的需求急剧增长，有些人预计全球能源需求在未来几十年将翻一番。

全球经济对能源需求的增加，已经对化石燃料及其产生的碳氢化合物产品的成本造成了越来越大的压力。当人们认为能源生产只是碳氢化合物的多种关键用途之一时，这种趋势尤其令人担忧。特别地，许多行业，包括基于生产或使用复合材料、塑料和工业化学品的那些工业，极大地依赖于作为其工艺和产品原料的碳氢化合物的可获得性。因此，找到作为能源和燃料来源的化石燃料的有效替代品，不仅有助于满足世界对能源日益增长的需求，而且还可以降低化石燃料带来的产品成本。

生物质中的能量提供了一种方法，既能潜在地减少了温室气体排放又能降低对基于化石燃料的基础设施的需求，并且，生物能通常被认为是解决可再生能源方案的重要资产。生物系统通过严格调节的代谢网络介导一系列生化反应，从而完成能量的利用。

微生物，例如微藻，有希望作为可再生原料，用于生产从乙醇到生物柴油的一系列生物燃料。藻类属于一种种类繁多的水生光合生物，通常分为大型藻类(即海藻)和微藻类，微藻类通常是单细胞的。虽然藻类生物燃料领域仍处于起步阶段，但微藻作为一种用于清洁、可持续燃料生产的资源是具有巨大潜力的。藻类是由太阳能生产化学能的有效光合生物，根据报道，当今大量的化石燃料，特别是石油，起源于史前大量繁殖的藻类。作为单细胞生物，由于它们缺乏支持和滋养陆生植物所需的大分子结构和维管束组织，因此，微藻能够产生大量的生物质作为小分子生物燃料前体。因此，藻类提供了将碳和其它有机底物转化为生物燃料的一种最直接途径。此外，这些水生微生物的大的表面积与体积比有利于吸收营养物质，这反映在许多物种中观察到的快速生长速率。

与陆地生物能源作物不同，微藻不需要肥沃的土地或大量的灌溉，而且它们可以被连续收获。有几种微藻甚至不需要淡水，可以在咸水、海水、甚至超盐水中生长。此外，由于微藻通过光合作用消耗二氧化碳(CO₂)，因此大规模培养微藻甚至可以用于治理化石燃料燃烧排放的CO₂。藻类生物质还能产生可供销售的次级副产物，例如抗氧化色素、食用蛋白和其它替代燃料作物所缺乏的营养油。然而，藻类生物燃料的大规模商业化依然存在障碍。这些挑战包括：(1)需要提高海藻油的生产力；和(2)需要改进利用藻类产生的油所需的加工技术。

附图说明

根据以下说明和所附权利要求，并结合附图，本发明所公开的具体实施方式将变得更加显而易见。

图1是根据本发明的具体实施方式在异养生长条件并引入氧的情况下进行培养之前或开始培养时微藻样品的显微照片。显微照片在第1天0900小时以400x的放大倍数获得。

图2是根据本发明的具体实施方式在异养生长条件并且引入氧的情况下培养的微藻样品的显微照片。显微照片在第1天2000小时以1000x的放大倍数获得。

图3是根据本发明的具体实施方式在异养生长条件并且引入氧的情况下培养的微藻样品的显微照片。显微照片在第2天0800小时以1000x的放大倍数获得。

图4是根据本发明的具体实施方式在异养生长条件并且引入氧的情况下培养的微藻样品的显微照片。显微照片在第2天1000小时以1000x的放大倍数获得。

图5是根据本发明的具体实施方式在异养生长条件并且引入氧的情况下培养的微藻样品的显微照片。显微照片在第2天1200小时以1000x的放大倍数获得。

图6是根据本发明的具体实施方式在异养生长条件并且引入氧的情况下培养的微藻样品的显微照片。显微照片在第3天0800小时以400x的放大倍数获得。