[發明專利]一種高效經濟的光合細菌濃縮方法

無效

• 申請號: 200910054300.7
• 申請日: 2009-07-02
• 公開（公告）號: CN101591625A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發明（設計）人: 黃旭雄;嚴佳琦
• 申請（專利權）人: 上海海洋大學
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種從光合細菌培養液中濃縮光合細菌細胞的方法。即利用殼聚糖作為絮凝劑，在合適的助凝劑和絮凝條件下絮凝并沉淀光合細菌細胞，從而達到濃縮光合細菌的目的。本發明是一種高效、經濟、環保的濃縮方法，且濃縮過程對光合細菌的細胞活力無顯著負面影響，可保持高的細胞活性。

背景技術

光合細菌又稱光養細菌，是一群能在厭氧光照條件下進行不產氧光合作用的革蘭氏陰性細菌，具多樣、靈活的代謝途徑及廣泛的生態意義和應用價值。它廣泛分布于海洋、湖泊等自然水環境中，是所處環境中物質循環和能量流動的重要組成部分。光合細菌因具有調節改善水質，補充養殖動物營養，預防疾病發生等功效，被廣泛應用于水產養殖中。但光合細菌作為一類微生物，其功效的發揮依賴于菌細胞的活性，只有或得細胞才能發揮應有的功效。另一方面，人工培養光合細菌的條件和要求較高，普通養殖戶一般沒有條件自己開展光合細菌的培養。目前水產養殖生產中使用的光合細菌多由專業企業生產并銷售，且基本上以原始培養液的形式銷售，單位水體的有效菌含量相對低(10⁹cell/mL)，運輸和保存成本高。若能將培養液中的光合細菌細胞進行高效濃縮并保持細胞活力，則可以大大降低光合細菌產品的包裝和運輸成本，降低光合細菌的使用成本，擴大光合細菌的應用。

目前水體中微生物的濃縮收集技術大致有黑暗自然沉淀法，高速離心法，超濾法和化學試劑絮凝法等四大類。其中，高速離心法速度快，但生產性離心設備昂貴，且能耗大。黑暗自然沉淀法雖然環保節能，但所需濃縮時間很長，影響菌細胞活力，效率極低。超濾法的能耗比離心法低，但耗時也較長，效率也不高。而絮凝是一種行之有效的水體微生物濃縮技術，并正逐步代替以往的濃縮方法，在制藥、污水處理等眾多領域中大量運用。但常規的絮凝法一般采用無機絮凝劑或高分子有機絮凝劑，如明礬等三價陽離子(Al3+，Fe3+等)、聚丙烯酰胺等，雖然濃縮效果可與離心法相媲美，但絮凝劑的殘留卻會對采收的微生物活性，環境、養殖動植物甚至人體造成危害。因此，發明一種采收效率高，所需設備簡單，耗時短且無毒副作用的采收方法很重要。

發明內容

本發明提供一種高效、經濟、無毒害的濃縮光合細菌的方法，使用該方法濃縮后的光合細菌仍能保持很高的菌活力，并且使濃縮所需時間大大降低。

為達上述目的，本發明所采用的技術方案是：在光合細菌菌液中添加殼聚糖作為絮凝劑，添加氯化鈣作為助凝劑，并通過攪拌以及調節pH等方法實現光合細菌的高效濃縮。

所述的一種高效經濟的濃縮光合細菌方法，其濃縮步驟為：1)將待濃縮的光合細菌菌液裝入圓柱形容器中；2)加入助凝劑氯化鈣溶液，混合均勻；3)加入溶于乙酸的殼聚糖絮凝劑溶液，并調節pH，持續快速攪拌3分鐘；4)隨后緩慢攪拌20分鐘；5)靜置12小時后，棄去上層清液，收集底部絮凝物；6)用氫氧化鈉溶液調節絮凝物的pH為中性偏弱堿性。

所述的一種高效經濟的濃縮光合細菌方法，其絮凝劑殼聚糖的添加量為225毫克/升菌液。

所述的一種高效經濟的濃縮光合細菌方法，其絮凝劑殼聚糖用10％的乙酸溶液溶解。

所述的一種高效經濟的濃縮光合細菌方法，其絮凝時用乙酸將pH值調節為6～6.5之間的弱酸性。

所述的一種高效經濟的濃縮光合細菌方法，其助凝劑氯化鈣添加量為0.8g/升菌液。

本發明與現有技術相比，其優點為：絮凝劑的添加量小，絮凝效果好；絮凝劑為天然無毒產品，并可生物降解，來源廣泛；濃縮后的光合細菌仍保持高的細胞活力。可大大降低光合細菌產品運輸保存的成本。方法簡便易操作，具有較強的實際應用性。

具體實施方式

以下詳細說明本發明的實施例。

實施例：

絮凝劑：將13.5克殼聚糖溶于900毫升10％乙酸制得。

助凝劑：將48克氯化鈣溶于500毫升蒸餾水制得。

在裝有60升光合細菌菌液的透明錐形圓桶(底部有排水閥門)中加入助凝劑，充氣攪拌混合均勻，然后加入絮凝劑，邊劇烈充氣邊加入絮凝劑，并檢測調節PH為6.0。3分鐘后，減小充氣量，緩慢攪拌20分鐘。隨后靜置12小時，將絮凝沉淀物從底部閥門放出，收集到5升的燒瓶中，用1N的氫氧化鈉溶液調節絮凝物的pH至7.5。如此，將原始菌液中光合細菌的細胞濃度濃縮了近10倍。

實施效果：

光合細菌菌液濃度采用吸光度(OD)衡量，用分光光度計在530nm波長處測定光合細菌菌液的吸光度(OD)。

濃縮前菌液上層液OD值為2.222，濃縮后菌液上層液OD值為0.35，回收率達84％以上。將所收集的濃縮光合細菌重新接種進行培養，以離心法濃縮收集的光合細菌為對照，經過8天再培養，測定兩者的培養液中的光合細菌生物量，絮凝法為4.87±0.34克；離心法為4.31±0.30克，表明采用本發明的濃縮方法，獲得的濃縮光合細菌的活力和生長特性與離心法相當，不影響光合細菌活力的同時，同時大大節約了能耗。