[发明专利]一种菌藻共生高密度藻类培养方法

说明书

本发明提供一种菌藻共生高密度培养方法，其特征在于步骤如下：1）挑取小球藻藻接种到生长培养基中，光照度5000lux，25‑26℃培养，待生长至对数生长期，得到种子液，所述生长培养基每升含：葡萄糖5g，酵母粉1g，硫酸亚铁1g，Na₂SO₃2g，氯化钠0.5g，硼砂0.1g，磷酸二氢钾1g，硫酸镁1g，氯化铵1g；（2）将步骤（1）获得的种子液按照15%的体积比接种到扩大培养基中培养；（3）扩大培养在20±10℃、2000±500LUX、摇床振动速度为20‑100 rpm的条件下培养。本申请培养方法简便易于操作，且绿色环保，利于大规模生产。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种菌藻共生高密度藻类培养方法。

发明内容

微藻是指含有叶绿素A并能进行光合作用的微生物的总称，其个体微小，一般需要在显微镜下才能辨别形态，微藻分布广泛、陆地湖泊、海洋水域均有分布，浮游微藻对池塘养殖的物质循环和能量流动具有举足轻重的作用，它对于维持池塘生态系统的正常功能，稳定池塘环境是不可或缺的。绿藻门和蓝藻门浮游植物都可能成为天然水体中的优势种，而对于养殖池塘，人们更希望对养殖池塘内的养殖对象有益的绿藻门浮游植物能在水体中占据优势，优良的浮游微藻藻相在种群稳定、生物量持续增长的过程中，可促进水体中营养盐的分解与转化，减少并消除氨氮、亚硝酸氮、有机污染物等多种有毒物质；而且还可通过光合作用产氧而增加养殖水体的溶解氧，促进水体中富含的耗氧性有机质的氧化分解。

小球藻(Chlorella)为绿藻门小球藻属普生性单细胞绿藻，是一种球形单细胞淡水藻类，直径3～8微米，是地球上最早的生命之一，出现在20多亿年前，是一种高效的光合植物，以光合自养生长繁殖，分布极广。小球藻生息在淡水中，它借助阳光、水和二氧化碳，以每隔20小时分裂出4个细胞的旺盛繁殖能力，不停地将太阳能量转化生成蕴涵多种营养成分的藻体，并在增殖中释放出大量的氧气；而它的光合能力高于其他植物10倍以上。小球藻不仅可以作为水生经济动物的优秀天然饵料，同时还可以吸收水中的氮、磷等元素，降低水体的富营养化水平，净化水质。不仅如此，小球藻富含油脂，可以用来生产生物柴油；还含有一些烃类物质，提取后可加工成汽油、柴油使用。若用污水大量培养小球藻并使其具有高油脂含量和烃含量，不仅可减缓水质恶化，而且可为生产生物质能提供大量优质原料。

当下，微藻的生长属于热门研究学科，而微藻培养条件的优化及油脂积累量成为研究的重点。目前，微藻的大规模培养主要有两条途径——自养培养和异养发酵，自养培养可以固定温室气体二氧化碳并释放出氧气，对环境友好，但是由于微藻细胞间的互相遮蔽效应，光能的利用往往受到极大的限制。细胞浓度越高，这种遮蔽效应体现得越明显，严重影响细胞的生长和脂肪合成，这使在光生物反应装置中实现含油微藻的高密度培养变得十分困难。对于异养培养而言，细胞的生长主要依赖细胞对有机碳源的吸收，由于它不受光的限制，因此可以通过流加有机碳来实现高密度发酵和脂肪的高效合成。尽管异养培养具有生长速率快、培养周期短、培养过程易控制等优点，但利用异养微藻生产生物柴油的主要问题在于该方法依赖有机碳源(如葡萄糖、淀粉等)为原料，增加了生产成本。现有技术中微藻的的生产大多是利用光生反应器，他们的研究重点由一般性生产技术研究转向其深加工与特殊物质提取的研究，我国台湾生产小球藻的技术也相当成熟，一些小球藻的产品已经被广大群众所接受，我国内地20世纪60年代虽然已经开展了对小球藻的研究，但由于还不能进行大规模生产将成本降低，所以，只停留在生产初级产品阶段，导致投入产出比极度不平衡，同时也制约了对其进行开发研究的进程，我国内地大规模开放式养殖模式生物量达到1000万个/ml左右，受到投入高产出低的限制，与国外养殖水平差距较大，另外，现有技术也有利用淀粉酶解培养异养藻快速热解制备生物柴油的方法。该专利以低质粮食淀粉为原料，利用酶解淀粉制葡萄糖水溶液配制培养液，再通过异养转化技术获得异养小球藻；然后用高脂肪含量的异养藻细胞快速热解，获得高产量和高质量的生物柴油。该方法选择低质粮食淀粉水解后提供葡糖糖用作有机碳源，成本较高，难以实现大规模生产。