[發明專利]利用超聲刺激微藻快速積累油脂的方法

有效

• 申請號: 201510657834.4
• 申請日: 2015-10-12
• 公開（公告）號: CN105132404B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 裴海燕;韓飛;胡文容;侯慶杰;蔣麗群
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C12N13/00
• 分類號: C12N13/00;C12R1/89
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 曹麗

本發明屬于微藻生物能源研究領域，涉及利用超聲刺激微藻快速積累油脂的方法。在反應器中培養微藻，直至所述微藻的生長進入對數生長期末期，將上述微藻進行在超聲環境中處理20?30min，再于培養基中培養2?3天，離心，即得微藻藻粉。本發明操作簡單、耗時短、效率高、易于實現；能夠使四尾柵藻生物質濃度不受影響，有助于提高油脂產率；能促使四尾柵藻快速積累油脂，所述方法生產的高油脂微藻可用于提煉汽油、柴油、航空燃油，以及作為塑料制品和藥物的原料。

技術領域

本發明屬于生物質能源的開發領域，涉及利用超聲刺激微藻快速積累油脂方法。

背景技術

由于大氣中二氧化碳的量不斷增加，溫室效應也在加劇，而化石能源的燃燒加快了這一過程，因此尋找新的可持續的再生能源，可有效減少向大氣中排放二氧化碳。可用來生產生物柴油的可再生生物質原料有多種，其中包括麻風樹、油菜籽、棕櫚樹、餐廚垃圾及微藻等生物質原料，相比其他原料，微藻具有高生長速度、碳中性和極強環境適應性等優點，且微藻的營養學、藥學及生物學價值較高，能應用于某些生物及醫藥行業，也可用來生產高附加值營養品、魚類餌料和生物柴油。

利用微藻作為原料生產生物柴油，能夠在很大程度上減少占地面積，甚至能夠利用不適合耕種的土地，由于其繁殖周期短、油脂含量高等優點，可有效提高生產效率、節省時間，因此微藻是一種極具開發前景的可再生生物質資源，本發明可用于微藻積累生物質和油脂的開發研究。四尾柵藻屬于綠藻門，綠球藻目，柵藻科，柵藻屬，普遍存在于各種淡水環境中，已有大量研究表明其生長迅速、易于培養，有優良的生產生物質和油脂的性能，可作為生產生物柴油的理想原料。由于微藻在生長過程中，生物質和油脂不能實現同步高效積累，因此兩階段培養被認為是一種比較合理的解決方案，第一階段將微藻在最適條件下培養至對數期末期，使微藻細胞以較高的生長速率達到最大濃度，第二階段在外界不利環境的刺激脅迫下進行培養，促使微藻合成積累油脂。有研究顯示，超聲作用可以在短時間內對細胞內組分產生影響，通過對微藻進行超聲刺激，其胞內葉綠素含量產生了變化，也有研究顯示，超聲處理可以影響細胞膜脂的含量。研究表明，超聲波可以在水中產生空化作用，形成的微小氣泡向內爆破時可產生瞬時的高溫和高壓環境，可以對微藻細胞產生刺激作用，進而影響胞內化學組分的合成和轉化，尤其是高溫會形成脅迫環境，利于油脂含量的提高。

發明內容

本發明的目的是克服微藻生物質生長和油脂積累之間的矛盾，利用分步培養方案，提供一種操作簡單、耗時短、效率高、易于實現的促進微藻油脂快速積累的方法。利用超聲波實現一種快速且方便的環境脅迫方案，促使對數期末期的微藻在短時間內實現油脂的高效積累，同時不影響微藻生物質濃度，達到提高油脂產率的目的，具有非常重要的現實意義和應用前景。

為實現上述目的，本發明采用如下具體技術方案

一種利用超聲刺激微藻快速積累油脂的方法，將進入對數生長期末期的微藻在超聲環境中處理、培養，即得高油脂含量微藻。

進一步地，所述微藻在進入對數生長期末期之前的培養條件為：以BG11為培養基，在溫度20-25℃，曝氣量500-600mL/min，光照強度5000-6000lux條件下培養微藻10-15天。提供適宜的培養條件，保證微藻快速生長。

進一步地，所述BG11培養基成分(g/L)為：NaNO₃，1.5；K₂HPO₄，0.04；MgSO₄·7H₂O，0.075；CaCl₂·2H₂O，0.036；檸檬酸，0.006；檸檬酸鐵銨，0.006；EDTA·2Na，0.001；Na₂CO₃，0.02；以及1mL/L的A5。