[發明專利]一種微藻高效富集培養的方法

無效

• 申請號: 201110352449.0
• 申請日: 2011-11-10
• 公開（公告）號: CN103103128A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 王領民;金平;李曉姝;師文靜;張霖;王崇輝;高大成;喬凱;黎元生
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號: C12N1/12
• 分類號: C12N1/12;C12R1/89
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于微藻生物技術領域，涉及一種生物反應器培養微藻過程中高效富集藻細胞并利用CO₂實現油脂積累的方法。

背景技術

微藻富含蛋白質、多糖、不飽和脂肪酸等營養成分（如螺旋藻），可用于食品、醫藥和能源方面；可以大量積累脂肪酸，有些微藻脂肪酸含量可占干重的30％～60％。利用培養微藻來積累油脂資源，已經成為目前利用太陽能開發可再生資源最熱門的研究領域。不僅具有強大的市場潛力，而且具有非凡的社會價值。

但大部分野生微藻生長速度不快，固定二氧化碳能力也有限，要實現規模化生產，就消耗大量的人力物力，而收獲甚微。當前，微藻研究正值熱門時期，微藻的生長速度和油脂積累量成為研究的重點。

微藻根據其營養方式分為自養與異養兩種。第一種自養過程就是微藻利用CO₂氣體進行光合作用來固定碳源的同時獲得能源，進行生長，并積累油脂。由于CO₂在培養液中溶解度有限，吸收利用效率低下，CO₂的有效利用吸收，是實現理想培養效果的關鍵。目前開放的光生物培養微藻技術中，有不少CO₂補給方式和裝置。CN?200610018771.9采用一種與養殖池相連的CO₂補給裝置，可以有效提高CO₂利用率，但工藝繁瑣，增加了設備投資。CN?200410020978.0和CN?03128138.9中均采用在光生物反應器系統中加入一種裝置方法，來實現CO₂的補給，同時也能實現一定的氧解析效果。這些都難免增加設備投資，工藝過程繁瑣。目前文獻報道中還有另外的一種CO₂補給方式，CN200410009360.4和CN?200510126465.2中使用煙道氣補碳。

第二種是異養培養方式，就是在培養過程人為提供碳源，比如葡萄糖等，顯而易見，葡萄糖作為異養碳源，屬于速效碳源，可以提高微藻生長的速度，但其油脂積累效率并沒有得到相應的提高，同時該類碳源必然增加培養成本，將會受到原料的極大限制。

CN03109312.4公開了一種用淀粉酶解培養異養藻快速熱解制備生物柴油的方法。該專利以低質糧食淀粉為原料，利用酶解淀粉制葡萄糖水溶液配制培養液，再通過異養轉化技術獲得異養小球藻；然后用高脂肪含量的異養藻細胞快速熱解，獲得高產量和高質量的生物柴油。該方法選擇低質糧食淀粉水解后提供葡萄糖用作有機碳源，成本仍較高了。

在微藻培養條件和培養方式的基礎上，人們的目光轉向利用微藻生產生物柴油的培養策略。單步培養策略：完全培養基培養，雖然油脂的含量會比較低（加大提取成本），但生長速率快，能快速地增加生物量；不完全培養基培養，雖然生產速率比較慢，但高的油脂含量能抵消生物量的不足。兩步培養策略：先利用完全培養基異養培養，使其生物量快速增加，再利用不完全培養基自養培養如氮限制或改變培養條件如光強、溫度，使藻類大量積累油脂。

CN?200810112998.9公開了一種從自養到異養兩步培養小球藻生產生物柴油的方法。該方法包括小球藻的自養培養、細胞濃縮、異養發酵、藻類細胞收集和干燥、從干燥的細胞中提取油脂和酯化反應制備生物柴油等步驟。該方法自養階段需要使用較多的甘氨酸，在異養階段加入的有機碳源選自葡萄糖、果糖、玉米淀粉水解液、木薯淀粉水解液等，成本較高。其油脂積累主要在異養階段完成，在油脂積累同時的呼吸作用也要消耗有機碳源，積累的油脂也由有機碳源提供，因此消耗的有機碳源較多，生產成本很高，沒有充分發揮微藻細胞固定二氧化碳的功能。

根據上述分析，為克服目前藻細胞生長速度與油脂積累方面的矛盾，需要對微藻采用異養與自養培養方式耦合培養，實現微藻細胞的連續富集和細胞內油脂高水平積累，優化工藝過程。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種微藻高效富集培養的方法，本發明方法具有高效富集微藻細胞并實現藻細胞的高含油脂積累，提高CO₂利用率，提高O₂解吸能力，簡化培養裝置等優點。