[发明专利]基于光周期确定氮供应扭转夜间油脂损耗的微藻培养方法

权利要求书

1.一种基于光周期确定氮供应扭转夜间油脂损耗的微藻培养方法，其特征是包括以下三个步骤：

(1)采用连续培养模式积累微藻生物质，不进行藻液置换：

在光生物反应器中加入无氮培养基至工作容积，选取无菌产油微藻藻种接种到光生物反应器中，并加入氮添加液，光生物反应器中的溶解性总氮浓度设置按生物质生长优先模式，光生物反应器置于室外自然光照条件下进行微藻培养，培养过程通入富CO₂空气，直至微藻达到稳定生长期；

(2)采用半连续培养模式积累微藻油脂，并进行藻液置换收获藻液：

微藻达到稳定生长期后，仍置于室外自然光照条件下通入富CO₂空气进行培养，但加入氮添加液时需将溶解性总氮浓度设置为按光照周期转换：从日出到日落前2小时，按生物质生长优先模式设置，而日落前2小时至下次日出，按油脂积累优先模式设置；在日出转换模式前，从光生物反应器中无氮培养基置换出藻液；

(3)获得微藻生物柴油：

将步骤(2)收获的藻液进行分离和干燥，获得藻粉，用于提取油脂，获得生物柴油。

2.根据权利要求1所述的基于光周期确定氮供应扭转夜间油脂损耗的微藻培养方法，其特征是，所述无氮培养基采用微藻培养基去除无机氮盐成分所得，所述氮添加液为50000mg L^-1的NaNO₃水溶液；无氮培养基和氮添加液两种溶液分别添加在光生物反应器中，实现氮添加量的精准控制。

3.根据权利要求1所述的基于光周期确定氮供应扭转夜间油脂损耗的微藻培养方法，其特征是，所述步骤(2)中加入氮添加液的供应方式由光照周期决定，实现微藻在昼间富氮环境中光合生长，在夜间缺氮环境中积累油脂。

4.根据权利要求1所述的基于光周期确定氮供应扭转夜间油脂损耗的微藻培养方法，其特征是，所述步骤(1)中产油微藻藻种，应具有以下特征：在光照条件富氮条件下生长迅速，高速积累生物质，并在无光缺氮条件下会迅速提高细胞内的油脂含量。

5.根据权利要求1所述的基于光周期确定氮供应扭转夜间油脂损耗的微藻培养方法，其特征是，所述生物质生长优先模式，是指将微藻置于进行高速生长时所需要的富氮环境中，根据藻种不同，所需要的高氮浓度不低于30mg L^-1。

6.根据权利要求1所述的基于光周期确定氮供应扭转夜间油脂损耗的微藻培养方法，其特征是，所述步骤(1)中富CO₂空气是CO₂与空气的混合气体，CO₂的体积浓度为5％～20％。

7.根据权利要求1所述的基于光周期确定氮供应扭转夜间油脂损耗的微藻培养方法，其特征是，所述步骤(1)中所述微藻稳定生长期，是指微藻细胞生长达到稳定状态，生长速率达到最高的生长阶段，根据微藻藻种不同生物质浓度达到2-6g/L。

8.根据权利要求1所述的基于光周期确定氮供应扭转夜间油脂损耗的微藻培养方法，其特征是，所述步骤(2)中油脂积累优先模式，是指将微藻置于促进油脂积累时所需要的缺氮环境，根据藻种不同，所需要的低氮浓度不高于10mg L^-1。

9.根据权利要求1所述的基于光周期确定氮供应扭转夜间油脂损耗的微藻培养方法，其特征是，所述步骤(1)中的光生物反应器是配有反馈式加液器的密封式光生物反应器。

10.根据权利要求9所述的基于光周期确定氮供应扭转夜间油脂损耗的微藻培养方法，其特征是，所述反馈式加液器包括总氮测定仪、氮添加液储槽和反馈控制器，氮添加液储槽上设置有加液控制开关，总氮测定仪和加液控制开关均与反馈控制器连接；反馈控制器设有生物质生长优先和油脂积累两种模式，每种模式设有溶解性总氮上限和下限两个开关触发点，按其中一种模式运行；反馈控制器定时得到总氮测定仪检测的光生物反应器中的溶解性总氮浓度的信号反馈，当反馈浓度信号低于设置的下限时，氮添加液储槽的加液控制开关打开向光生物反应器加添加氮添加液，而反馈浓度信号高于设置的上限时，关闭加液控制开关，不再向光生物反应器加入氮添加液，从而保证光生物反应器中溶解性总氮的浓度维持在预设浓度的上下限之间。