[发明专利]一种紫球藻的两步培养法

说明书

本发明公开了一种紫球藻的两步培养法。包括以下步骤：步骤一：将紫球藻高密度培养至稳定期；步骤二：将稳定期的藻液分为三部分：在一部分藻液中补充新鲜的微藻培养基后继续进行高密度培养；将一部分藻液进行胁迫培养生产胞外多糖；一部分藻液经藻液分离后得到藻泥和上清液，回收上清液并补充由于紫球藻生长而消耗的营养盐后作为微藻培养基进行循环利用培养紫球藻。本发明的方法可以实现连续、高效、低成本养殖紫球藻，同时获取“紫球藻胞外多糖”与“高藻红蛋白含量的紫球藻生物质”，并可用于户外规模化生产。

技术领域：

本发明属于海洋微生物技术领域，具体涉及一种紫球藻的两步培养法。

背景技术：

紫球藻(Porphyridium)是一种隶属于红藻门、红藻纲、红毛菜亚纲、紫球藻目、紫球藻科、紫球藻属的海洋单细胞藻类，它具有极强的环境适应性和快速繁殖能力，可以合成多种生物活性成分，在医药、化妆品、精细化工、食品、保健品等领域均展现出广阔的应用前景和巨大的市场空间。

紫球藻细胞在生长过程中可以合成藻红蛋白、红藻多糖、多不饱和脂肪酸、胞外多糖等多种天然活性物质，其中，胞外多糖和藻红蛋白受到广泛关注。紫球藻胞外多糖是一种杂聚硫酸脂多糖，由木糖、半乳糖和葡萄糖等10种单糖组成，含有糖醛酸和硫酸根，平均分子量230万道尔顿，高温耐受性强，具有抗病毒、抗肿瘤、降血脂、抗辐射、抗菌等功效。藻红蛋白是一种水溶性色素蛋白，由脱辅基蛋白和开链四吡咯结构的色基通过硫醚键共价结合而成，是紫球藻细胞主要的捕光分子，藻红蛋白具有很强的着色力、抗氧化、清除自由基、抗过敏功能，可以用在饲料、食品和化妆品等行业，藻红蛋白作为荧光标记可用于临床医学诊断领域，藻红蛋白还是一种很好的光敏剂，可以用于肿瘤光动力治疗。

目前国内外对紫球藻胞外多糖的研究主要集中在功效和化学结构方面，而对其分泌机理研究较少，目前普遍认为“紫球藻细胞进入生长稳定期后，向胞外分泌多糖并形成胶质鞘”，此处指的生长稳定期是一种比较模糊的状态，且在大多数情况下，紫球藻细胞进入生长稳定期后，只能分泌少量的胞外多糖，甚至长达1-2个月的培养才能产生0.2～0.6g/L的胞外多糖，该理论并不能很好的指导紫球藻胞外多糖的规模化生产，且大多数依据此理论的研究仍停留在实验室阶段。目前已公开的紫球藻相关专利中，未发现两步法生产“紫球藻胞外多糖”与“高藻红蛋白含量的紫球藻生物质”的专利技术，已公开的文献资料中，也未发现类似技术公开。

从以下3个方面叙述现有技术的缺点：

1)紫球藻胞外多糖的生产与高藻红蛋白含量的紫球藻生物质的生产不能同时兼顾。现有技术在培养紫球藻生产胞外多糖的同时，细胞分裂减慢或停止，细胞藻红蛋白含量会急剧降低，因此，无法获取高藻红蛋白含量的紫球藻生物质。相反，当利用较优条件培养紫球藻时，可以获得高藻红蛋白含量的紫球藻生物质，但此时紫球藻却分泌极少的胞外多糖或者不分泌胞外多糖。

2)实验室用于生产紫球藻胞外多糖的技术不能用于户外规模化生产中。藻细胞进入稳定期后，细胞开始慢慢分泌一定量的胞外多糖，随着培养时间的延长，培养液中的多糖含量逐渐增加，经过1-2个月胞外多糖含量达到稳定，这种低效率的培养方式难以用于规模化生产。

3)传统的一步法培养工艺中，培养基难以循环利用，造成原料浪费。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种紫球藻的两步培养法。可以实现连续、高效、低成本养殖紫球藻，同时获取“紫球藻胞外多糖”与“高藻红蛋白含量的紫球藻生物质”，并可用于户外规模化生产。

一种紫球藻的两步培养法，包括以下步骤：步骤一：将紫球藻高密度培养至稳定期；步骤二：将稳定期的藻液分为三部分：在一部分藻液中补充新鲜的微藻培养基后继续进行高密度培养；将一部分藻液进行胁迫培养生产胞外多糖；一部分藻液经藻液分离后得到藻泥和上清液，回收上清液并补充由于紫球藻生长而消耗的营养盐后作为微藻培养基进行循环利用培养紫球藻。