[發(fā)明專利]一種微藻培養(yǎng)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610791128.3
• 申請(qǐng)日: 2016-08-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107794225B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金虎;韓丹翔;李坤朋;張虎;侯國(guó)立;徐全;胡強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)投生物科技投資有限公司;中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所
• 主分類號(hào): C12N1/12
• 分類號(hào): C12N1/12;C12R1/89
• 代理公司: 北京永新同創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11376
• 代理人: 欒星明;程大軍

本發(fā)明公開(kāi)了一種通過(guò)控制葡萄糖濃度，有效提高微藻生物量和底物轉(zhuǎn)化率的異養(yǎng)培養(yǎng)方法，該培養(yǎng)方法采用連續(xù)補(bǔ)料方式，根據(jù)葡萄糖濃度的變化適時(shí)調(diào)整補(bǔ)料速度，將整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程中的葡萄糖濃度控制在較為穩(wěn)定的水平(變化幅度小于或等于5g/L)。該方法相較于目前應(yīng)用最為廣泛的葡萄糖濃度變化過(guò)于劇烈的脈沖式補(bǔ)料方式，微藻最高生物量濃度和底物轉(zhuǎn)化率得到顯著提高，使相同生物量濃度下的培養(yǎng)時(shí)間大大縮短。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種微藻異養(yǎng)培養(yǎng)方法，其中通過(guò)穩(wěn)定葡萄糖濃度而有效提高生物量和底物轉(zhuǎn)化率。

背景技術(shù)

微藻因其富含蛋白質(zhì)、脂類、多糖、維生素、抗氧化劑和其它功能性營(yíng)養(yǎng)成分，在醫(yī)藥原料、保健食品及生物能源領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。目前，微藻培養(yǎng)技術(shù)多集中于光自養(yǎng)體系，該培養(yǎng)體系存在生產(chǎn)效率低、占地面積大、收獲成本高等不足，嚴(yán)重制約了微藻產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。通過(guò)人工大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)提高微藻生物量是微藻資源開(kāi)發(fā)利用的關(guān)鍵。近年來(lái)，逐漸興起了微藻異養(yǎng)高細(xì)胞密度培養(yǎng)技術(shù)，該技術(shù)可以克服光培養(yǎng)體系對(duì)光的限制，具有生長(zhǎng)速度更快、能實(shí)現(xiàn)純種培養(yǎng)、細(xì)胞產(chǎn)率高、便于自動(dòng)化控制等優(yōu)勢(shì)，已成為近年來(lái)微藻培養(yǎng)研究的熱點(diǎn)。本領(lǐng)域需要一種高效的微藻異養(yǎng)高密度培養(yǎng)方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種微藻例如柵藻的異養(yǎng)培養(yǎng)方法，所述方法包括在培養(yǎng)過(guò)程中使培養(yǎng)物中碳源濃度的變化幅度小于或等于大約5g/L。通過(guò)本發(fā)明的方法，有效地提高微藻例如柵藻的生物量和底物轉(zhuǎn)化率，且無(wú)需額外調(diào)節(jié)pH值。

附圖說(shuō)明

圖1示出目前普遍使用的脈沖式補(bǔ)料方式(對(duì)照組)下葡萄糖濃度隨時(shí)間變化情況。在此補(bǔ)料方式下，葡萄糖濃度在0-20g/L的范圍內(nèi)劇烈波動(dòng)。

圖2為采用本發(fā)明所采用的補(bǔ)料方式下葡萄糖濃度隨時(shí)間變化情況。在此補(bǔ)料方式下，根據(jù)葡萄糖濃度的適時(shí)測(cè)量，及時(shí)調(diào)整補(bǔ)料速度，將葡萄糖濃度分別控制在三個(gè)不同的小范圍內(nèi)。

圖3為對(duì)照組和3個(gè)實(shí)驗(yàn)組下生物量濃度隨時(shí)間變化的比較。采用本發(fā)明所采用的補(bǔ)料方式的各實(shí)驗(yàn)組的最高生物量濃度明顯高于對(duì)照組，且Experiment 1和Experiment 2下同期的生物量濃度明顯高于對(duì)照組，因此在獲得相同的生物量下的培養(yǎng)時(shí)間大大縮短。

發(fā)明詳述

本發(fā)明提供一種微藻異養(yǎng)培養(yǎng)方法，所述方法包括在培養(yǎng)過(guò)程中使培養(yǎng)物中碳源濃度的變化幅度小于或等于大約5g/L。

在本發(fā)明中“碳源濃度的變化幅度小于或等于大約5g/L”指的是任意兩次測(cè)量所得的碳源濃度之間的差值小于或等于大約5g/L。

在本發(fā)明的方法的一些實(shí)施方案中，通過(guò)連續(xù)補(bǔ)料的方式添加碳源，例如通過(guò)階段式恒速流加方式添加碳源。

在一些實(shí)施方案中，在培養(yǎng)過(guò)程中大約每0.5-3小時(shí)測(cè)量培養(yǎng)物中的碳源濃度，并根據(jù)測(cè)得的碳源濃度調(diào)整補(bǔ)料速度，從而使碳源濃度的變化幅度小于或等于大約5g/L。

在一些實(shí)施方案中，所述補(bǔ)料速度為大約5g/小時(shí)-大約1000g/小時(shí)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)測(cè)得的碳源濃度以及培養(yǎng)物的體積調(diào)節(jié)所述補(bǔ)料速度。例如，與培養(yǎng)體積相關(guān)的所述補(bǔ)料速度可選自大約0.5g/L/h-大約25g/L/h的范圍。

在一些實(shí)施方案中，所述碳源是葡萄糖。

在一些實(shí)施方案中，所述微藻選自小球藻(Chlorella)、眼蟲(chóng)藻(Euglenagracilis)、柵藻(Scenedesmus)、扁藻(Tetraselmisgracilis)、菱形藻(Nitzschia)、富油新綠藻(Neochloris oleoabundans)、微擬球藻(Nannochloropsis)、杜氏藻(Dunaliella)。在一具體實(shí)施方案中，所述微藻是尖狀柵藻(Scenedesmus acuminatus)。