[發(fā)明專利]一種利用回用廢水提高微藻脂質產(chǎn)量的方法

在審

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• 申請日: 2022-06-21
• 公開（公告）號: CN115029248A
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發(fā)明（設計）人: 余旭亞;師中迪;顧聃
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C12N1/12
• 分類號: C12N1/12;C12P7/6463;C12R1/89
• 代理公司: 北京眾澤信達知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11701
• 代理人: 張艷萍

本發(fā)明屬于生物工程技術領域，公開了一種利用回用廢水提高微藻脂質產(chǎn)量的方法，采用兩階段培養(yǎng)模式，在第一階段進行藻種兼養(yǎng)的培養(yǎng)使藻細胞在短期內快速生長，隨后收集微藻培養(yǎng)后的廢水，簡單過濾后配比BG?11形成混合培養(yǎng)基，結合光生物反應器，利用混合培養(yǎng)基培養(yǎng)微藻。本發(fā)明結合兼養(yǎng)?光自養(yǎng)兩階段培養(yǎng)模式，在光自養(yǎng)培養(yǎng)階段，當回用廢水濃度為40％時，微藻脂質含量和脂質產(chǎn)率分別比單獨BG?11組提高了14.95％和14.00％；通過本發(fā)明的培養(yǎng)方法，可顯著提高微藻的脂質含量和脂質產(chǎn)率，實現(xiàn)了藻細胞中脂質的快速合成，同時降低了淡水的使用和微藻培養(yǎng)的成本，為利用廢水培養(yǎng)微藻和回用費用的處理提供了新的研究方向。

技術領域

本發(fā)明屬于生物工程技術領域，尤其涉及一種利用回用廢水提高微藻脂質產(chǎn)量的方法。

背景技術

目前，隨著化石燃料的開采，能源危機與環(huán)境污染給人類社會帶來了嚴重的問題，開發(fā)新型可持續(xù)資源滿足未來日益增長的需求十分迫切。作為新興的原料，微藻較傳統(tǒng)經(jīng)濟作物的生物質具有以下幾個優(yōu)點：1)沒有競爭耕地；2)光合效率高，相對較短生長期；3)對惡劣條件的廣泛適應性。因此，基于微藻脂質的第三代生物燃料備受關注。雖然微藻可積累大量脂質，但成本高、產(chǎn)率低一直是限制其產(chǎn)業(yè)化的主要因素，如何降低微藻培養(yǎng)成本、提高微藻脂質含量和產(chǎn)率是近年來亟待解決的問題。兩階段培養(yǎng)模式是一種微藻快速積累生物質和脂質的策略。

為了進一步微藻培養(yǎng)降低成本，利用廢水培養(yǎng)微藻可吸收利用廢水中的氮、磷等有機物，同時可以替代傳統(tǒng)的培養(yǎng)基。微藻培養(yǎng)過程中會產(chǎn)生大量的廢水，也會造成環(huán)境污染，而利用微藻培養(yǎng)的產(chǎn)生的廢水重新培養(yǎng)微藻報道較少。另一方面，使用純廢水培養(yǎng)微藻，由于廢水中的一些有毒物質往往導致微藻的生長速率較慢，降低微藻的生物量產(chǎn)率，從而影響整體的油脂產(chǎn)量。因此，配比一定的營養(yǎng)物可提高微藻整體的生物量和脂質產(chǎn)率，這種策略可能有助于增加微藻脂質產(chǎn)量、降低微藻培養(yǎng)成本、減少淡水使用，也為廢水的回用提供了新的技術思路。

通過上述分析，現(xiàn)有技術存在的問題及缺陷為：現(xiàn)有微藻成本高、產(chǎn)率低；微藻培養(yǎng)過程中會產(chǎn)生大量的廢水，而利用微藻培養(yǎng)的產(chǎn)生的廢水重新培養(yǎng)微藻報道較少；由于廢水中的有毒物質會導致微藻的生長速率較慢，使用純廢水培養(yǎng)微藻的脂質產(chǎn)量偏低。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明提供了一種利用回用廢水提高微藻脂質產(chǎn)量的方法。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種利用回用廢水提高微藻脂質產(chǎn)量的方法，所述利用回用廢水提高微藻脂質產(chǎn)量的方法包括：

采用兩階段培養(yǎng)模式，在第一階段進行藻種兼養(yǎng)的培養(yǎng)使藻細胞在短期內快速生長，隨后收集微藻培養(yǎng)后的廢水，簡單過濾后配比BG-11形成混合培養(yǎng)基，結合光生物反應器，利用混合培養(yǎng)基培養(yǎng)微藻。

進一步，所述利用回用廢水提高微藻脂質產(chǎn)量的方法還包括：

以葡萄糖為碳源兼養(yǎng)培養(yǎng)纖維藻，待微藻生長至對數(shù)生長期后期，待藻細胞沉降后倒出上清液，收集剩余的藻細胞作為種子液，上清液經(jīng)抽濾后得到養(yǎng)藻廢水；將養(yǎng)藻廢水配比BG-11作為混合培養(yǎng)基，用不同配比的混合培養(yǎng)基重懸微藻于柱式光生物反應器，連續(xù)通入10％的CO₂和空氣混合氣體，并置于一定的溫度和照強度的環(huán)境下培養(yǎng)，檢測、分析微藻生物量、脂質含量和產(chǎn)率。

進一步，所述利用回用廢水提高微藻脂質產(chǎn)量的方法包括以下步驟：

步驟一，進行回用廢水的收集；

步驟二，利用回用廢水配比BG-11培養(yǎng)微藻；

步驟三，利用有機溶劑提取步驟二得到的培養(yǎng)液中藻細胞內的脂質。

進一步，所述步驟一中的回用廢水的收集包括：