[发明专利]一种利用无机氮源的微藻光合兼养高密度发酵培养方法及应用

摘要

本发明公开了一种利用无机氮源的微藻光合兼养高密度发酵培养方法及应用。本发明涉及一种利用无机氮源的微藻高密度发酵培养方法，以无机氮盐为无机氮源、葡萄糖为有机碳源的培养基，进行光合兼养培养，根据培养基氮源和碳源消耗及生物量增长情况，分段补加葡萄糖、无机氮盐和其它营养盐，合理调控营养盐浓度、pH值、通气量、光强和藻液搅动速度，使微藻短期内快速增值，缩短培养时间，保证微藻的高密度生长，实现微藻细胞生物量快速增长的同时对无机氮的高效吸收同化。本发明适用于以无机氮盐为氮源的微藻高密度光合兼养发酵生产，为微藻在环境生态应用和生物能源生产的经济可行性研究奠定了基础。

主权项

一种利用无机氮源的微藻光合兼养高密度发酵培养方法，其步骤如下：1）. 配制微藻培养基，包括基础培养基和补料液两部分：基础培养基为1 L BG11培养基中添加10‑60 g葡萄糖，无机氮盐终浓度为1.5‑9.0 g/L；补料液1为1 L去离子水中含葡萄糖600‑800 g；补料液2为1 L去离子水中含无机氮盐 50‑150 g；补料液3为1 L去离子水中含K₂HPO₄•3H₂O 40 g，柠檬酸铁铵6 g，Na₂CO₃ 20 g；补料液4为1 L去离子水中含MgSO₄•7H₂O 75 g，CaCl₂•2H₂O 36 g，柠檬酸 6 g，EDTA•2Na 1 g；补料液5为A₅溶液；2）.光照生物反应器中添加基础培养基，培养体积为反应器体积的50%‑80%，将微藻细胞接种于光照生物反应器中，接种密度为1.0 × 10⁷‑2.0 × 10⁷ cells/mL，加入0.1%‑0.5%v/v有机硅消泡剂和0.01‑0.05 g/L氯霉素阻止泡沫产生和杂菌污染，平均光强为200‑400 μmol m^‑2 s^‑1，培养温度为20‑30 °C，pH 6.0‑8.5，通入气体为压缩空气，每L培养基通气量为0.5‑2.0 L/min，初始转速200 rpm，当培养规模 ≤10 L，微藻生物量≥15.0 × 10⁷ cells/mL或培养规模 ＞ 10 L，微藻生物量≥20.0 × 10⁷ cells/mL时，生物量每增长1倍搅拌速度提高50‑100 rpm，最高维持在400‑500 rpm；3）. 在微藻光合兼养高密度发酵培养过程中，每24小时根据葡萄糖与无机氮盐消耗情况进行补料液1和补料液2的补料，使培养液中葡萄糖浓度为10‑30 g/L，C/N维持在5‑10；每24小时根据微藻生物量增长情况进行营养盐补料，生物量的增长量为3.0 × 10⁷‑4.5 × 10⁷ cells/mL时，补充补料液3 3 mL/L，补料液4 4 mL/L，补料液5 1 mL/L各一次，每24小时只补料一次，生物量增长进入稳定期后停止发酵，收集藻液，提取藻油。