[发明专利]一种应用于雨生红球藻高效扩繁的连续梯度补料方法及装置

摘要

本发明公开了一种应用于雨生红球藻高效扩繁的连续梯度补料方法及装置，步骤是：不同梯度补料培养基的配制；雨生红球藻活化扩种；雨生红球藻接种至发酵罐：检测扩种后的藻液细胞数，以新鲜灭菌的培养基洗净后重悬，接入发酵罐；监测培养参数/pH控制；定向调节培养基碳氮比。装置由发酵罐、出/进气口、出/进样口、补料口、pH/温度/溶氧控制单元、连续梯度补料单元组成，该方法避免了转换培养过程中的染菌，提高了对底物的利用效率，且生产的细胞用于后续虾青素诱导，存活率高，该阶段的生物量及虾青素产率分别高达0.30 g L‑1 d‑1和15.45 mg L‑1 d‑1。

主权项

1.一种应用于雨生红球藻种源高效扩繁的连续梯度补料方法，其步骤是：A、不同梯度补料培养基的配制：所述罐中培养基为改良后的kobayashi’s basal培养基，将其中酵母提取物替换为硝酸钠，其余组分如下：醋酸钠0.405g L‑天冬酰胺，0.5g硝酸钠，0.2g六水合氯化镁，0.01g七水合硫酸亚铁，0.02g二水合氯化钙和1000mL去离子水，对配制的全培养基进行高温121℃，28－32min灭菌；连续梯度补料单元为一组连续的不同碳氮比梯度的碳氮补料浓缩液，以醋酸钠和硝酸钠分别作为碳源和氮源，每个碳氮补料瓶中醋酸钠的浓度维持不变，从1号瓶‑5号瓶的硝酸钠的浓度从高至无，形成比例从50‑10不同梯度的碳氮比的浓缩液；B、雨生红球藻活化扩种：在超净工作台将灭菌后的培养基转移至50～250mL三角烧瓶，并接入新鲜的雨生红球藻藻种，固体平板上刮取克隆接入培养基，或从液体种子中转接至培养基进行扩培，培养条件为：光照强度为3～10μmol photons·m^‑2·s^‑1，温度控制在24‑26℃，通气培养7～10天；C、雨生红球藻接种至发酵罐：检测扩种7～10天后的藻液细胞数以接种量V₁，接种量V₁之后对藻液进行离心浓缩，以新鲜灭菌的培养基洗净后重悬，接入发酵罐，雨生红球藻藻株接入细胞浓度C₂为1.0‑3.0×10⁵cells/mL，培养条件为光照强度为3～5μmol photons·m^‑2·s^‑1，温度控制在24‑26℃，实验组和对照组发酵罐的碳氮比分别维持在50和10；D、监测培养参数/pH控制：主控单元监测藻液的pH7‑8，相对溶氧值及温度培养参数，每日取样，监测培养基中的残留有机非颗粒碳和总氮浓度，添加20‑30ml的碳氮浓缩液，维持培养基的pH7‑8和碳氮比恒定；E、定向调节培养基碳氮比：在培养初期0～5天维持罐内碳氮比在10；此后3天，维持罐内碳氮比在20，以此类推，每3～4天提高罐内碳氮比，在培养末期3～5天添加不含硝酸钠的碳源浓缩液，维持高碳氮比。