[发明专利]一种开放式培养池规模培养产油微藻的方法

摘要

本发明公开了一种开放式培养池规模培养产油微藻的方法。以产油微藻油球藻Graesiella sp.WBG‑1为藻种，经过逐级扩大培养，接种到200m²开放式培养池，在自然光温条件下进行规模培养，利用pH在线控制系统控制外源CO₂通入藻液，将藻液pH维持在9.0~10.0的范围内，培养结束后，使藻液静置，藻细胞自然沉降到池底，排出上清液，得到浓缩了50倍以上的浓藻浆，再经过离心脱水，藻泥的生物质干重达到25%以上；总脂含量平均达到生物质干重的31.55%，总脂产率平均2.32 g m^‑2 d^‑1，中性脂占总脂的88.89%，对外源CO₂的利用率平均达到65.77%。

主权项

1.一种开放式培养池规模培养产油微藻的方法，其步骤是：A、反应器准备与配制培养基：室内2000mL三角烧瓶和培养用水经过湿热灭菌121℃、20min，冷却到室温后，加入培养基母液，配制成培养基；室外培养反应器的准备：包括清洗及表面消毒两个过程，经过清洗和表面消毒的反应器中注入经过过滤的清洁培养用水，50L培养箱注入40L水，5m²、20m²和200m²培养池注入15‑25cm深度的培养用水，根据注入的水量，按照下表加入所需的母液，配制成培养基；所用培养基成分，除碳酸氢钠直接称量干粉配制培养基外，其余先配制成浓缩母液并煮沸消毒，再按所需数量添加到反应器中，得到所需培养基，配制的培养基体积为200m²开放池时，硝酸盐、磷酸氢二钾、硫酸镁、氯化钙按照终浓度称量干粉加入，硝酸盐是硝酸钠、或硝酸钾、或硝酸镁、或硝酸钙，不同硝酸盐分子量不同，培养基组成中硝酸盐的浓度统一以硝酸根的浓度计量；培养基组成及配制方法B、藻种的扩大培养：以油球藻Graesiella sp.WBG‑1为藻种，保藏编号为CCTCC NO：M2015486，培养藻种从2000mL三角瓶开始，依次经过2000mL三角瓶、室外50L培养箱、室外5m²培养池、室外20m²培养池逐级扩大培养，室外培养箱以过滤除菌的压缩空气进行搅拌；开放式培养池以调速电机带动叶轮搅拌器进行搅拌，藻液深度控制在10～30cm范围内，培养过程中每天取样，监测藻液OD、生物质干重，在显微镜下观察细胞形态；每一级扩大培养中接种量的体积不少于培养基体积的1/10；对于藻种扩大培养，依据自然光照的强弱和温度的高低，培养时间在4～6天，待藻液OD值达到1.0以上，即可为下一级培养供应藻种，从而得到油球藻Graesiella sp.WBG‑1藻种液，在室外光温条件下逐级扩大培养的过程中，藻细胞逐步适应了自然光照与温度的变化，实验期间光照强度变化范围0～2600μmol m^‑2s^‑1、藻液温度变化范围20～35℃；C、200m²开放式培养池接种与培养：按照藻种扩大培养所述方法获得藻种液，200m²开放式培养池接种时加入藻种液的体积不小于培养基体积的1/10；200m²开放式培养池以调速电机带动叶轮搅拌器进行搅拌，藻液深度控制在10～30cm范围内，培养过程中每天取样，监测藻液OD、生物质干重，在显微镜下观察细胞形态；对于200m²的产油微藻的规模培养，从接种到完成油脂的积累，整个培养周期12～18天；D、培养过程中藻液pH控制和CO₂供给：利用在线pH控制器—传感器系统将藻液pH控制在一定范围内，藻液pH随着细胞光合作用消耗二氧化碳逐渐升高，当pH传感器检测的藻液pH达到设定范围的上限时，pH控制器接通二氧化碳气体通道，二氧化碳气体经过管道流入安置在池底的微孔气体分散器形成细小的气泡进入藻液，CO₂气泡在藻液中上升的过程中逐渐被藻液吸收，藻液pH随之下降；当藻液pH下降到设定值的下限时，pH控制器切断二氧化碳气体通道，停止通入二氧化碳；通过以上过程的不断循环，藻液的pH控制在一定的范围内，向培养液中补充碳源，供微藻光合作用使用，所述的pH范围为9.0～10.0之间的任意值；E、微藻的采收：200m²培养池培养结束时停止搅拌，藻液静置6小时后细胞沉降到池底；上清液从排水口自然排出，获得浓缩50倍的浓藻浆，再经过离心机脱水，采收生物质。