[發明專利]低頻低強度超聲促進微藻油脂合成的方法

有效

• 申請號: 201710044998.9
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN106801072B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 劉冰峰;裴軒瑗;肖若楠;馬超;任南琪
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C12P7/64
• 分類號: C12P7/64;C12R1/89
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 梁超

本發明針對微藻產油領域的關鍵性問題即提高微藻油脂含量的技術難點，開發出了一種低頻低強度超聲促進微藻油脂合成的方法。將超聲探頭浸入培養至對數期的微藻培養液，開啟超聲對微藻進行超聲處理，超聲頻率為20?50kHz，超聲功率為10?30W/L，超聲處理時間為15?35min/d，超聲脈沖時間間隔為1?6s，循環處理；處理后的微藻轉移至光照培養箱中培養。該技術為提高微藻油脂含量和細胞生物量提供了一種新的策略，培養得到的微藻不僅油脂合成量增加而且糖利用和生物量率也上升，為微藻產業化發展奠定了良好的基礎。

技術領域

本發明涉及微藻生物能源領域，涉及一種有效提高微藻油脂含量的方法。

背景技術

隨著全球能源短缺及環境惡化等問題日趨嚴重，尋找新的清潔可再生能源成為亟需解決的問題之一。生物質能源以其安全、不易造成二次污染、可再生等優勢在眾多新型能源中脫穎而出，有望取代或部分替代化石能源。而生物柴油作為生物質能源的研究熱點，其原料的選擇受到了廣泛關注。由于微藻可在海水、污水以及灘涂中養殖，具有“不與人爭糧，不與糧爭地”、光合作用較強能夠固定更多的二氧化碳、油脂含量較高等優點，因此，第三代生物柴油以其作為原材料，進行了大量研究。目前生物柴油的瓶頸仍然是成本問題，其中，藻種的油脂含量是制約生物柴油產率的關鍵性因素之一，有效提高微藻油脂含量依舊是微藻生物能源領域有待解決的技術難題。

目前，針對提高微藻油脂含量的研究方向包括營養調控、誘變育種、基因工程等。營養調控主要以對氮、磷元素的調控為主，氮、磷等元素的缺乏能夠明顯提高微藻藻株的含油率，但是，也會對其生物量造成消極影響，因此，在總油脂含量上提高不明顯。通過誘變育種的方式提高藻株油脂含量，能夠達到較好的效果，但是，由于其突變的不定向性，具有一定的局限性。而通過基因工程的手段，能夠定向增加微藻藻株的油脂含量，但是由于其技術難度較大，受到了限制。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種低頻低強度超聲促進微藻油脂合成的方法。具體方案為：

將超聲探頭浸入培養至對數期的微藻培養液，開啟超聲對微藻進行超聲處理，超聲頻率為20-50kHz，超聲功率為10-30W/L(瓦特/每升微藻培養液)，超聲處理時間為15-35min/d(分鐘/每天)，相鄰兩次超聲脈沖之間時間間隔為1-6s，總處理時間為0.5-5d(包括間隔)，最好在微藻的對數生長期(第3-5天)連續處理三天；處理后的微藻轉移至光照培養箱中培養。

其中最佳超聲頻率為20kHz，最佳超聲功率為20W/L，最佳處理時間為30min/d，最佳超聲脈沖時間間隔為2s。

上述超聲探頭為超聲波生物促進生長儀的超聲探頭，超聲探頭進入微藻培養液的深度為約2mm。

上述微藻的培養基為BG-11微藻培養基或其他任何微藻培養基。

本發明的一個優選方案中，每次超聲處理所取微藻培養液的體積為10-500ml。

上述微藻為柵藻、小球藻、硅藻、隱甲藻、扁藻、杜氏藻、螺旋藻、金藻和大型藻類等中的一種或多種。

本發明的一個優選方案中，處理后的微藻培養溫度為0-40℃。

微藻油脂的提取方法可為氯仿-甲醇法、索氏抽提法、正己烷-異丙醇法、正己烷-乙醇法和乙醚-石油醚法等。

本發明提供的方法利用超聲促進微藻傳質，增加酶活，用于提高油脂含量及生物量，創新性強、易于操作，可用于促進微藻油脂的積累，同時提高微藻的生物量。