[發明專利]一種提高異養微藻蛋白質含量的過補償培養方法

在審

• 申請號: 201710129572.3
• 申請日: 2017-03-07
• 公開（公告）號: CN106867907A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 謝通慧;曾宇;張永奎
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 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

技術領域

本發明屬于微藻生物蛋白技術領域，具體而言，涉及小球藻的培養方法，特別涉及增加小球藻蛋白質產量的方法。

背景技術

蛋白質是一切生命的物質基礎，是細胞的重要組成部分，機體生長、發育、運動繁殖等生命活動都離不開蛋白質。聯合國糧農組織2011年的調查顯示，人口的增長速度已經遠遠超過了食品蛋白質供應的增長速度。蛋白質資源缺乏——這一世界性問題已經存在多年。隨著我國經濟建設的不斷發展，人民生活水平不斷提高，蛋白質總需求量逐年增加。加之我國是人口大國，人口的增長亦使得蛋白質缺乏這一問題尤為嚴重。因此，除努力提高蛋白質利用效率外，我們還迫切需要開發新的蛋白質資源以取代魚粉、豆粕等價格昂貴的傳統蛋白質。

利用生物技術開發高效能的單細胞蛋白引起人們的廣泛關注，1967年，第一屆國際單細胞蛋白質會議將富含蛋白質的微生物菌體統稱為單細胞蛋白，其可以作為動物飼料，也可以作為食品添加劑、營養保健品被人類食用，以有效緩解食品蛋白質供應短缺問題。酵母菌、微藻、細菌和真菌是最重要的單細胞蛋白來源。

小球藻是第一種實現人工培養的微藻，細胞結構簡單，易于培養，生長速度快，是進行生物技術研究的好材料。小球藻在自然界分布廣泛，環境適應力較強；且營養價值較高，胞內蛋白質含量可達到大豆的1.25-1.5倍，各種氨基酸齊全，不飽和脂肪酸含量豐富，此外還含有多種生物活性物質，具有抗氧化、抗衰老、預防癌癥、增加免疫力等功效。

發展小球藻作為飼料或食品添加劑已經有30多年的歷史，已實現產業化的有小球藻面包、小球藻飲料、小球藻片和膠囊等。日本作為小球藻的生產和消費大國，目前呈現小球藻產品購銷市場空前活躍的局面。

小球藻傳統的培養方式為利用光能和CO₂的自養，但由于自養培養獲得的小球藻生物量較低，難以獲得理想規模的藻細胞體，自養方式的商業化面臨著經濟和技術方面的問題。近年來，小球藻的異養培養成為研究熱點。小球藻細胞在無光照條件下利用有機碳源進行異養生長，可大幅度提高細胞密度，但異養藻細胞內蛋白質的含量較自養顯著降低。有研究發現微藻體內的物質代謝受外界條件改變而影響，例如，當氮源不足時，小球藻胞內油脂積累增加，當氮源充足時，物質代謝流會朝著蛋白質積累的方向進行。但小球藻氮代謝未觀察到奢侈性吸收現象，無法實現蛋白質的奢侈性生產。如何在保證小球藻高生物質產量的前提下提高細胞蛋白質含量，是小球藻蛋白質資源開發利用所必需解決的關鍵問題。

發明內容

本發明的目的在于針對目前異養小球藻蛋白質含量不高的缺陷，提供一種利用過補償吸收效應增加小球藻生物體內蛋白質含量的方法。利用本發明方法，能夠在保證異養小球藻高生物量的前提下，有效提高細胞蛋白質含量，實現小球藻蛋白質的高產量。

本發明的目的是通過如下技術方案實現的。

一種增加異養小球藻胞內蛋白質含量的方法，具體包括如下步驟：

所用普通小球藻購于中國科學院野生生物種質庫——淡水藻種庫，編號FACHB-8，生物學分類屬于綠藻門、綠藻綱、綠球藻目、小球藻科、小球藻屬。但本發明不限于此一種小球藻。

所用培養基為修改BG11⁺培養基。氮缺乏修改BG11⁺培養基配方：

(1)氮源，2-6 mmol L^-1

(2)有機碳源，5-30 g L^-1

(3)K₂HPO₄, 3.0-5.0 g溶于100 mL dH₂O

(4)MgSO₄·7H₂O, 6.5-8.5 g溶于100 mL dH₂O

(5)CaCl₂·2H₂O, 2.6-4.6 g溶于100 mL dH₂O

(6) 檸檬酸, 0.4-0.8 g溶于100 mL dH₂O

(7) 檸檬酸鐵銨, 0.4-0.8 g溶于100 mL dH₂O

(8)EDTA-Na₂, 0.05-0.15 g溶于100 mL dH₂O

(9)Na₂CO₃, 1.0-3.0 g溶于100 mL dH₂O