[發明專利]一株生產自絮凝物質的斜生柵藻及其在微藻采收中的應用

有效

• 申請號: 201210420662.5
• 申請日: 2012-10-29
• 公開（公告）號: CN102943046A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 趙心清;郭鎖蓮;白鳳武;張嘉修
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C12N1/12
• 分類號: C12N1/12;C12R1/89
• 代理公司: 大連星海專利事務所 21208
• 代理人: 花向陽

技術領域

本發明涉及一株生產自絮凝物質的斜生柵藻及其在微藻采收中的應用，屬于微生物應用技術領域。

背景技術

近年來，隨著全球經濟的快速增長，石油和煤炭等化石能源的消耗大幅度上升，化石能源短缺危機已迫在眉睫，對生物質能等可再生能源的關注漸成熱點。在眾多的非糧生物質中，藻類具有分布廣泛、環境適應能力強、光合效率高（太陽能的利用率可達3-8%）、生長周期短（一般代時為1-10天）、油脂含量高（油脂含量可達干重的40-86%）、產量高（每年每公頃可產油58,700L，是其他產油作物的1-2倍）等特點，利用藻類生產生物燃料具有廣闊的發展前景。此外，微藻還可以生產色素、脂肪酸及藥物等高附加值產品，因此具有重要的應用價值。

由于微藻細胞個體小（約為5到50μm），培養密度低含水量大（為15到108g/L），細胞表面帶有負電荷等特點，微藻的采收比較困難，現有微藻的采收方法主要有離心法、過濾法、氣浮法及化學絮凝法。但離心法耗能大成本高；過濾法依賴于藻細胞大小，不適用大規模微藻收集；而氣浮法成本高操作復雜；相比之下化學絮凝雖能達到較好的微藻收集效果，但是大量金屬離子以及難降解高聚合物的添加無疑增加了下游處理的工作難度，并對環境具有一定毒性。因此，開發微藻低成本的高效采收方法是進行微藻生物煉制及大規模工業化生產微藻能源的重要保證。

發明內容

本發明所要解決的技術問題就是針對上面所述的現有技術，提供一種絮凝效果明顯、環境友好、生物安全的采收方法—通過藻細胞自絮凝進行微藻的采收。

本發明的目的在于提供一株具有天然自絮凝能力的斜生柵藻生長情況及細胞組成，提供自絮凝物質的鑒定，提供一種分離純化上述自絮凝物質的方法，提供自絮凝物質的絮凝性能及應用。

本發明采用的技術方案是：一株生產自絮凝物質的斜生柵藻（Scenedesmus?obliquus）的登記入冊編號為CGMCC?No.6567，保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏單位地址為北京市朝陽區北辰西路1號院3號，中國科學院微生物研究所，保藏日期為2012年9月14日。

所述斜生柵藻包括綠藻門、綠球藻目、真集結亞目、柵藻科和柵藻屬。

所述斜生柵藻中分離純化得到絮凝物質應用在微藻采收中。所述絮凝物質是一種高分子多糖，其分子量為1.279×105Da；0.6mg/L絮凝物質處理非絮凝柵藻FSP-3藻株20min，絮凝效率即可達到80%；pH4-9時絮凝活性良好，最適宜pH值7.0；溫度在30℃時絮凝活性良好，121℃高溫處理20min后絮凝活性仍保持在50%以上，具有良好的熱穩定性。

上述的斜生柵藻是從臺灣南部淡水中篩選到的一株具有天然自絮凝能力的藻株。經23S?rDNA序列比對，其與Scenedesmus?obliquus具有較高相似性(96%)，結合生理形態鑒定，確定該藻株為斜生柵藻。該藻株在優化的DM液體培養基中，28℃培養4-5天即可見藻細胞聚集在一起，顆粒大小肉眼可見；將13天的培養液靜止靜置過夜，藻細胞聚集在一起沉降到錐形瓶底部，上清液清澈可見。

本發明進一步分離鑒定了導致斜生柵藻產生自絮凝現象的物質。分離純化得到的絮凝物質是一種高分子多糖，同時具有省時，高效以及較好的pH穩定性和熱穩定性等特性。0.6mg/L絮凝物質處理非絮凝柵藻FSP-320min，絮凝效率即可達到80%；在pH5-9范圍內絮凝活性良好，均在40%以上，最適宜pH值7.0；在20-60℃溫度范圍內絮凝活性良好，均在66%以上，121℃高溫處理20min后絮凝活性仍保持在50%以上；此外，絮凝活性不依賴于金屬離子，雖然高價的Al³⁺、Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺對絮凝物質絮凝活性有一定的促進作用，但促進效果不明顯。目前，這種天然自絮凝微藻的絮凝物質還未曾有報道。

本發明中自絮凝斜生柵藻所生產絮凝物質可對多種非絮凝微藻包括淡水柵藻FSP-3，淡水小球藻CNW-11以及海水微擬球藻DUT-01有良好的絮凝作用，其中對淡水柵藻FSP-3的絮凝效果最佳。