[發明專利]一種微藻的固定化方法及其應用

在審

• 申請號: 202111497568.5
• 申請日: 2021-12-09
• 公開（公告）號: CN113999839A
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 王勇;于梟燕;趙國群
• 申請（專利權）人: 河北科技大學
• 主分類號: C12N11/14
• 分類號: C12N11/14;C12N11/084;C12N1/12;C02F3/32;C12R1/89;C02F101/30
• 代理公司: 石家莊科誠專利事務所(普通合伙) 13113
• 代理人: 張紅衛;高春洋

本發明公開了一種微藻的固定化方法及其應用，是采用凍融技術將微藻細胞包埋在PVA載體中進行固定，利用固定后小球存在的孔隙，進行物質交換，淀粉廢水中的營養物質通過孔隙被小球藻吸收利用，同時實現載體對磁性四氧化三鐵納米顆粒的固定化。本發明的微藻固定化方法，可以達到高效去除淀粉廢水中有機質的目的，同時實現磁力驅動下微藻在淀粉廢水發酵體系中的快速在線分離。本發明適用于微藻的固定化，固定后的微藻可進一步應用于去除淀粉廢水中的有機質。

技術領域

本發明屬于微生物技術領域，涉及微生物菌劑，具體地說是一種微藻的固定化方法及其應用。

背景技術

淀粉廢水是以玉米、馬鈴薯、小麥、大米等農產品為原料生產淀粉或淀粉深加工產品淀粉糖、葡萄糖、淀粉衍生物等物質過程中產生的廢水，它屬于高濃度有機廢水，含有大量的溶解性淀粉和少量的蛋白質等物質，其化學需氧量和總氮排放量均處于較高的水平，若淀粉廢水被直接排放入環境水體，會造成水體富營養化、腐敗變質嚴重等環境污染問題，且無法有效利用廢水中的有機質，造成了資源的嚴重浪費，故淀粉廢水必須經過處理后才能進行排放。但淀粉廢水的處理過程難度大、成本高，因此，人們針對氨氮、磷、總氮等污染物的治理進行了廣泛的研究。

微藻是一類廣泛分布于淡水水域的微生物，其生長繁殖速度快，屬于光能自養型生物，微藻細胞代謝產生的多糖、蛋白質、色素等物質被廣泛地應用于食品、醫藥、基因工程、液體燃料等領域。在美國和日本，小球藻作為優良食品和動物飼料添加劑已有30多年的歷史，此外，能源微藻以其低風險和高生產率等特性，為當前能源危機和環境問題提供了一種極具潛力的解決途徑。

近年來，我國也開始重視微藻的開發利用，其中，利用微藻吸收淀粉廢水中的營養物質從而實現微藻的培養一直是研究領域中的熱點，微藻生長過程中需要大量的水資源、碳源、氮源、磷營養鹽等營養物質，而淀粉廢水中豐富的碳、氮、磷資源可以作為微藻生長所需的營養來源，利用淀粉廢水養殖微藻是實現生物質低成本工業化生產和廢水排放資源化的極好橋梁；利用微藻進行水質處理的研究是近幾十年來興起的新的水質處理技術和方法，而微藻的固定化又是微藻利用過程中關鍵環節。

目前，固定化微藻技術主要包括吸附、交聯法和包埋法：吸附法是通過物理吸附、化學吸附或者離子結合的方式將微藻細胞固定于載體上，是一種比較溫和、操作簡單、價格低廉的微藻固定化方法，然而吸附法固定的微藻量有限，并且固定的微藻細胞易脫落，這使得實際廢水處理過程中微藻系統穩定性差，從而導致固定化微藻細胞泄漏的問題；交聯法又稱偶聯法，其原理為通過交聯劑存在的具有多個相同功能活躍基團與微藻細胞表面固有的活性基團發生相互作用從而形成網狀結構，實現微藻固定化的目的，然而交聯法存在反應條件復雜多變，對微藻細胞殺傷力強造成微藻細胞部分失活及實驗條件不易控制的問題；包埋法具有微藻細胞截留率高、對微藻細胞傷害小以保留高比例活細胞、固定化強度高、微藻細胞不易脫落等獨特優勢，對于包埋法來說，常用的試劑包括：藻酸鹽、瓊脂、卡拉膠、果膠、聚乙烯酰胺、聚角叉菜糖、骨膠原等，由于固定化細胞技術不夠成熟，因此在固定化包埋材料的毒性、固定化細胞的強度和無雜菌性等方面還存在不足。

發明內容

本發明的目的，旨在提供一種微藻的固定化方法，以實現有效去除淀粉廢水中營養物質的目的；

本發明的另一個目的，旨在提供上述固定化微藻的一種應用。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種微藻的固定化方法，該方法包括依次進行的以下步驟：

S1.微藻的培養

將微藻進行高密度培養至對數期，得微藻藻液A；

S2.固定化微藻

取藻液A，離心棄上清液，得菌泥F，將菌泥F和四氧化三鐵納米顆粒加入到滅菌后的PVA水溶液中混勻后置于96孔板內，依次進行冷凍、解凍、清洗，即得所述固定化微藻。