[發(fā)明專利]一株富含十六碳二烯酸的海洋微擬球藻及提高其生物量和油脂含量的培養(yǎng)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310065178.X
• 申請(qǐng)日: 2013-02-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103146581A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙心清;萬(wàn)春;白鳳武
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N1/12
• 分類號(hào): C12N1/12;C12R1/89
• 代理公司: 大連星海專利事務(wù)所 21208
• 代理人: 花向陽(yáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一株富含十六碳二烯酸的海洋微擬球藻及提高其生物量和油脂含量的培養(yǎng)方法，屬于海洋微藻生物技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，以石油為基礎(chǔ)的化石燃料已經(jīng)不能滿足人類日益增長(zhǎng)的能源需求，同時(shí)化石燃料的枯竭及其使用引起的溫室效應(yīng)產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題，促使人們把目光轉(zhuǎn)向新型清潔能源的開(kāi)發(fā)利用。可再生生物能源的開(kāi)發(fā)利用對(duì)于資源節(jié)約型環(huán)境友好型經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。以微藻為原材料生產(chǎn)生物柴油已經(jīng)引起國(guó)內(nèi)外的普遍關(guān)注。微藻是一個(gè)太陽(yáng)光驅(qū)動(dòng)的細(xì)胞工廠，通過(guò)高效的光合作用吸收CO₂，將光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能并釋放氧氣，微藻能源是緩解能源危機(jī)，降低溫室效應(yīng)的一種簡(jiǎn)單有效的途徑。地球上有著豐富的海水資源，海洋微藻是海洋生態(tài)系統(tǒng)中有機(jī)物和能量的主要提供者，與其他原料相比，海洋微藻具有可以在海水中快速生長(zhǎng)繁殖，不與糧爭(zhēng)地，不與人爭(zhēng)水的優(yōu)點(diǎn)，從微藻生物柴油產(chǎn)業(yè)中脫穎而出。有報(bào)道利用工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的CO₂，將微藻作為細(xì)胞工廠來(lái)加工生產(chǎn)乙醇和某些高附值產(chǎn)物如丁醇和丙酮等。某些微藻在特定的培養(yǎng)條件下能產(chǎn)生一些天然無(wú)害的食品添加劑如omega-3脂肪酸，EPA，DHA等，同時(shí)也能在體內(nèi)積累葉綠素或者類胡蘿卜素等化妝品顏色添加劑。微藻油脂中多不飽和脂肪酸是不飽和脂肪酸的主要成分，其中十六碳二烯酸能提高細(xì)胞對(duì)低溫的耐受性（Wada?H.,Gombos?Z.,Murata?N.,1994.Contribution?of?membrane?lipids?to?the?ability?of?the?photosynthetic?machinery?to?tolerate?temperature?stress.Proc.Natl.Acad.Sci.USA.91,4273-4277），并且抑制拓?fù)洚悩?gòu)酶I活性及抗金黃色葡萄球菌能力（Carballeria?N.M.,Betancourt?J.B.,Orellano?E.A.,González,2002.Total?synthesis?and?biological?evaluation?of(5Z,9Z)-5,9-hexadecadienoic?acid,an?inhibitor?of?human?topoisomerase?I.J.Nat.Prod.65,1715-1718），另外，十六碳二烯酸單半乳糖二酰甘油還具有抗腫瘤活性（Morimoto?T.,Nagatsu?A.,Murakami?N.et?al.,1995.Anti-tumour-promoting?glyceroglycolipids?from?the?green?alga,Chlorella?vulgaris.Phytochem.5,1433-1437），但目前利用微藻大規(guī)模生產(chǎn)十六碳二烯酸的海很少報(bào)道。微藻本身可以通過(guò)發(fā)酵的方法生產(chǎn)清潔燃料，如甲烷，氫氣等；另外，藻體本身也可用于畜牧水產(chǎn)養(yǎng)殖的飼料餌料。因此，微藻有著很高的綜合利用價(jià)值。

微擬球藻（拉丁名Nannochloropsis?oceanica）是海洋微藻的一種，也普遍存在于淡水，主要作為養(yǎng)殖業(yè)中魚(yú)飼料的生產(chǎn)，近年來(lái)，越來(lái)越多的研究表明，微擬球藻在氮饑餓的條件下油脂含量能達(dá)到68%，而且其中長(zhǎng)鏈飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸是油脂的主要組成部分，是生物柴油生產(chǎn)的良好原料。但是，目前關(guān)于海洋微擬球藻的研究主要集中于水產(chǎn)養(yǎng)殖的餌料，對(duì)于油脂積累等報(bào)道較少。另外，許多研究表明氮源濃度在微擬球藻油脂積累中起著重要作用，雖然氮限制的培養(yǎng)條件能獲得較高的油脂含量，但是微藻在氮缺乏條件下的生物量卻很低。因此，通過(guò)選擇合適的培養(yǎng)條件在微擬球藻生物量和油脂積累中有著重要意義。有文獻(xiàn)報(bào)道稱通過(guò)連續(xù)置換一半的培養(yǎng)基或者在培養(yǎng)過(guò)程中添加新的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，均可以提高生物量積累速率；但是大體積置換培養(yǎng)基會(huì)引起微藻較長(zhǎng)時(shí)間重新適應(yīng)培養(yǎng)環(huán)境的改變，而且連續(xù)置換培養(yǎng)基耗能并造成水資源的浪費(fèi)，不適于工業(yè)大規(guī)模培養(yǎng)。因此在微擬球藻培養(yǎng)的后期，可考慮縮小置換體積。本發(fā)明針對(duì)以上問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了微擬球藻高生物量和高油脂含量的培養(yǎng)基，并優(yōu)化了連續(xù)培養(yǎng)的置換體積，提高了產(chǎn)油效率。本發(fā)明中的微擬球藻油脂含量較高，是具有開(kāi)發(fā)前景的微藻藻種。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一株富含十六碳二烯酸的海洋微擬球藻及提高其生物量和油脂含量的培養(yǎng)方法，提供在不同的培養(yǎng)基中，藻株油脂脂肪酸中長(zhǎng)鏈飽和和不飽和脂肪酸含量和十六碳二烯酸含量，了解該藻株成為生物柴油煉制優(yōu)質(zhì)原料的重要性。