[發明專利]一種快速制備高密度高純藻種的方法

有效

• 申請號: 201310082447.3
• 申請日: 2013-03-15
• 公開（公告）號: CN104046566B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 李運廣;羅瑋;汪靚;伍陽;朱艷紅
• 申請（專利權）人: 李運廣
• 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

本發明公開了屬于藻類應用技術領域的一種快速制備高密度高純藻種的方法。它包括一種高效培養基及其配制方法。利用高效培養基，藻依次經過三角瓶中搖動培養、柱形玻璃管和平板光生物反應器中通空氣培養。根據培養過程中藻類密度變化，漸進式提高光強（200?10000 lux）；同時調節通入的CO₂量，保持培養液pH在6.5?8.5間，較優的滿足藻類不同生長期光照和碳源需求，避免高強度光對藻類生長的危害，保持在最佳生長狀態，從而提高光合作用效率。在柱形玻璃管和平板生物反應器中可以實現每升培養基日產1.2g和0.65g干重的藻，每升培養基最終藻干重可分別達12g和8g以上。本發明可以大大縮短藻類規?；囵B周期，減少培養過程中藻類被污染的幾率，是獲得高純藻產品的有效方案。

技術領域

本發明屬于藻類應用技術領域，特別涉及一種快速獲得高密度高純藻種的培養方法。具體說是通過調控光強和通氣，利用不同培養裝置，實現在短時間內獲得高密度高純藻種，作為規?；B殖的接種物，用以生產魚蝦貝類的開口餌料、功能性食品、高附加值次生代謝產物以及生物柴油等。

背景技術

藻類是一類結構簡單的光能自養生物，在有水和一些無機營養鹽存在時，能夠高效利用光和CO₂合成有機物。藻類具有很高的經濟價值，如小球藻是優質的植物蛋白來源，雨生紅球藻經過誘導后可以獲得大量蝦青素，螺旋藻是一種很好的功能食品，杜氏藻可用于大量生產類胡蘿卜素，某些海洋微藻則是植物性EPA和DHA主要來源，很多微藻可以直接作為魚、蝦、貝、蟹等水產經濟動物幼苗的開口餌料。微藻還可以快速去除污水中的有機和無機營養物質，而利用微藻生產生物柴油則是目前生物能源研究中的一個熱點。

和高等植物相比，藻類具有個體小、光合效率高、細胞分裂快、適應環境范圍廣和單位面積產量高等特點。在糧食、能源和土地資源日益緊張的今天，藻類規模培養和綜合開發利用在解決人類面臨的諸多問題中具有很好的應用前景。藻類規模化培養中，“種子”的數量制約了生產規模，而其質量和純度決定了收獲物的產量和品質。因此如何在短時間內快速獲得大量活性好的高純藻種是藻類規模培養和應用中至關重要的核心技術。

藻類生長中兩個至關重要的因子就是光和碳源（CO₂）。光能供應不足，就會降低藻類生長速率，而光能供應過多則會產生光抑制現象，對藻類細胞產生危害，嚴重的還會導致藻類細胞死亡。在藻類培養過程中，藻細胞密度不斷發生變化，對光的需求也在增加，如何根據藻細胞密度變化來調節光強，使其既能滿足藻類對光的需求而又不致產生危害，就可獲得最大藻類生物量。在藻類培養中，CO₂不僅是光合作用的重要底物，還是一種重要的pH調節劑。藻類細胞密度較高時如不添加額外CO₂，pH會升高到11以上，而大多數藻生長的最佳pH為7-8，這樣會嚴重抑制藻類生長。因此，CO₂作為pH調節劑的作用，在藻類細胞高密度培養時顯得尤為重要。按常規方法進行藻類培養時，經常采用單一容器、單一光照強度、單一CO₂濃度的方法，不僅造成能源和營養浪費，還使藻類的產量偏低，最終收獲物的產量多在2 g(dw)L^-1以下。本發明正是針對這種現狀，采用新的生產流程，提高單位時間和單位體積內的藻產量，為相關藻類開發利用提供技術支撐。

發明內容

本發明提供了一種快速獲得高密度高純藻種的方法。將在固體培養基上保種的藻類接種到一種高效培養基中，依次經過在三角瓶中搖動培養、在柱形玻璃管和平板光生物反應器中通入添加CO₂的空氣培養。在此過程中，根據藻類密度變化，漸進式提高光強；同時通過pH的反饋，調節通入的CO₂量，來滿足藻類不同生長期光照和碳源需求，避免了高強度光對藻類生長的危害，使其保持在最佳生長狀態，從而提高藻類光合作用效率，實現藻類細胞的快速增殖。本發明提供的技術能在短時間內獲得大量高純度的藻種，在藻類相關產業的藻種制備環節有廣泛應用。