[發明專利]養殖微藻的方法和生產油脂的方法

無效

• 申請號: 201310087429.4
• 申請日: 2013-03-17
• 公開（公告）號: CN104046567A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 榮峻峰;周旭華;朱俊英;黃緒耕
• 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石油化工科學研究院
• 主分類號: C12N1/12
• 分類號: C12N1/12;C12P7/64;C12R1/89
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及養殖微藻的方法和生產油脂的方法。

背景技術

微藻是一類在水中生長的種類繁多且分布極其廣泛的低等植物，它是由陽光驅動的細胞工廠，通過微藻細胞高效的光合作用，吸收CO₂，將光能轉化為脂肪或淀粉等碳水化合物的化學能，并放出O₂。利用微藻生產生物能源與化學品可以同時達到“替代化石能源、減少CO₂排放、凈化廢氣與污水”三個目的。“微藻生物技術”的優勢在于以下幾個方面：①微藻是光合效率最高的原始植物，與農作物相比，單位面積的產率高出數十倍。微藻也是自然界中生長最為迅速的一種植物，通常在24h內，微藻所含生物質可以翻倍，在其“指數生長期”內其生物量翻倍時間可以縮短到3.5h。②微藻可以生長在高鹽、高堿環境的水體中，可充分利用灘涂、鹽堿地、沙漠進行大規模培養，也可利用海水、鹽堿水、工業廢水等非農用水進行培養，因此微藻可以不同農作物爭地、爭水。③產油率高，微藻干細胞的含油量可高達70％，微藻沒有高等植物的根莖葉等細胞分化，在缺氮等條件下，某些單細胞微藻可大量積累油脂，是最有前景的產油生物。④微藻的培養可以利用工業廢氣中的CO₂，緩解溫室氣體的排放，也可以吸收工業廢氣中的NO_x，減少環境的污染。⑤生產微藻生物柴油的同時，還可以生產相當數量的微藻生物質，還可進一步獲得蛋白質、多糖、脂肪酸等高價值產品。

微藻可分為原核藻類和真核藻類，原核藻類以藍藻為主，含葉綠素a、不形成細胞器、能進行光合作用，細胞中蛋白質含量高，可達干重的70%，脂肪含量低，為5%左右；真核藻類種類比較多，是主要的生物燃料藻種的來源。常見的微藻主要歸于以下八個門類：硅藻門（Bacillariophyta）、綠藻門（Chlorophyta）、金藻門（Chrysophyta）、藍藻門（Cyanophyta）、甲藻門（Pyrroptata）、紅藻門（Rhodophyta）、隱藻門（Cryptophyta）和黃藻門（Xanthophyta）。其中，硅藻門、綠藻門和金藻門是最具潛力的生物柴油藻種來源。

微藻高效規模化養殖技術，即通過研究開發微藻規?；B殖的新設備與新工藝來高效、低成本地獲得微藻生物量，是微藻生物技術的核心之一。影響微藻生長的因素很多，主要有光、營養鹽、CO₂、pH、溫度和O₂等，這些因素在微藻規模化養殖過程中所產生的影響尤為突出。研究表明，微藻的生長及油脂含量與光照、氮、磷和溫度等培養條件密切相關。不同微藻生長和積累油脂的培養條件不盡相同，應該根據不同的藻種確定最佳培養條件，提高生長速率和油脂含量。微藻的養殖需要有充足的陽光、CO₂、水和無機鹽，溫度通常要控制在20～30℃，培養液必須能夠提供組成微藻細胞的無機元素，如N、P、K、Si、Fe等。

目前對于大部分微藻尤其是綠藻而言，提高其細胞油脂含量的主要培養方法是條件脅迫，尤其是缺氮脅迫,即將藻細胞接種于缺氮環境的培養體系中以改變體內代謝的途徑，更多地合成脂肪而非蛋白質或糖類，從而達到提高油脂含量的目的。然而限制氮源會影響細胞的正常分裂和生長，使細胞活力下降，導致生物量急劇下降，最后總的油脂產量并未提升?，F有的方法是，先在氮源充足的條件下快速積累微藻生物量，然后再將微藻從富氮的培養基中分離出來再放入缺氮培養基中，進行條件脅迫，以提高油脂含量。這種方法不適合大規模工業生產，因為將微藻從富氮的培養基中分離出來再放入缺氮培養基中過程繁瑣且能耗極高。

有文獻報道，通過控制氮源濃度以同時提高微藻生物量及油脂含量的方法，這些方法只是控制氮源濃度，并非使微藻處于缺氮狀態，其不是條件脅迫，而是將培養過程控制在最佳條件下，以同時提高微藻生長速率和油脂含量，這些方法只適用于特定的藻種。

綜上所述，開發既能保證微藻正常生長又能提高其油脂含量，同時適于大規模生產的微藻養殖方法迫在眉睫。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種養殖微藻的方法，該方法既能保證微藻的正常生長，又能提高其油脂含量。本發明的目的之二是提供一種養殖微藻的方法，該方法既能保證微藻的正常生長，又能大幅度提高其油脂含量。

一種養殖微藻的方法，分多次為微藻提供氮肥；至少有一次氮肥是在藻液中的氮肥被微藻消耗至使其處于缺氮刺激狀態下加入的；養殖時間10天以上。

優選的情況下，只有在藻液中的氮肥被微藻消耗至使其處于缺氮刺激狀態下，才加入氮肥。