专利名称：一种布朗葡萄藻的培养方法
技术领域：
本发明涉及一种藻类培养，特别是一种布朗葡萄藻的培养方法。
背景技术：
目前，全球能源短缺和环境污染问题促使开发和利用可再生、无污染的新能源。另一方面，水污染问题也十分突出，水体的营养负荷急剧增加和积累，使得水体的富营养化过程加快，水质迅速恶化，部分功能丧失。布朗葡萄藻(SoiiTococcM braunii)能够有效地利用太阳能，通过光合作用固定CO2，将无机物转化为高不饱和烷烃、油脂等能源物质。另外，布朗葡萄藻的生长可利用水体中的营养元素，降低水体中的营养负荷。若将布朗葡萄藻的产能与水体富营养化的控制结合起来，不仅可以改善水体的富营养化程度，而且可以生产生物能源。
发明内容
本发明目的是提供一种藻种易得、培养用水来源广、培养方法简单成本低和产生物质能大的一种布朗葡萄藻的培养方法。本发明的技术方案是，其特征在于用外加的无机碳源、氮源、磷源对污水中营养盐浓度进行调整，使无机碳、总氮、总磷的浓度分别为5 15mg/ L、l(T20mg/L、广ang/L，所述无机碳源、氮源、磷源分别为Nei2C03、KNO3> KH2PO4，将小球藻放入上述培养液，在温度20°C 30°C，光照强度3000Lx 8000Lx，光暗比为13h: Ilh下培养30 天，所述污水为生活污水和富营养化的江、河、湖水、以及水产养殖水，即用污水培养成富含油脂和烃的高密度布朗葡萄。本发明与现有技术比较具有藻种易得、培养用水源广、培养方法简单成本低和产生物质能大的显著优点。
具体实施例方式
以下实施例中使用的培养基为污水原液或优化后的污水培养液。污水原液取自生活污水和富营养化的江、河、湖泊水、以及水产养殖池塘水。以下实施例中使用的布朗葡萄藻，购自中国科学院水生生物研究所藻种库。以下实施例中涉及的布朗葡萄藻细胞的生物量采用细胞干重法，将一定体积的藻液，过滤后收集，加蒸馏水洗涤，经冷冻干燥72h，称重，用单位体积干重表示。以下实施例中涉及的总脂测定方法参照文献(Bligh E G, et al. Canadian Journal of Biochemistry and Physiology, 1959 ；Chen F, et al. Journal of Applied Physiology, 1991)中Bligh等和Chen等的方法，称取一定量的干藻粉用蒸馏水悬浮，加入甲醇/氯仿混合液(2 :1，V:V)震荡2h，离心，将氯仿层转移至预先称重的旋转蒸发瓶中，使用旋转蒸发仪在60°C时将氯仿蒸干，称重，旋转蒸发瓶前后质量之差即为总脂质量，用以下公式计算总脂百分含量。总脂百分含量=(总脂重/干藻粉重)X 100%。以下实施例中涉及的烃类测定方法参照文献(Sawayama S, et al. Applied Microbiology and Biotechnology, 1992)中 Sawayama 等的方法，称取一定质量的藻粉，力口入15mL正己烷在研钵中充分研磨，然后离心，收集正己烷提取液，将沉淀物重复上述过程2 次以上，收集所有的正己烷提取液，转移至预先称重的旋转蒸发瓶中，然后置于旋转蒸发仪上在30°C下蒸发掉正己烷，称重。旋转蒸发瓶前后质量之差即为总烃质量，用以下公式计算总烃百分含量。总烃百分含量=(总烃重/干藻粉重)X 100%。实施例1
在使用鱼塘养殖废水作为培养基培养布朗葡萄藻的过程中，考察了温度、光照强度对布朗葡萄藻细胞生长的影响。生长条件优化过程如下选择15°C、20°C、25°C、30°C、35°C的温度和1000Lx、3000Lx、5000Lx、7000Lx、9000Lx、IIOOOLx的光照条件，进行两种条件的组合培养。在培养结束后收集藻细胞测定生物量。优化结果显示污水中的布朗葡萄藻藻在温度20°C 30°C，光照强度3000Lx、000Lx下生长良好，生物量达到0. 5g/L以上。其中温度为25°C，光强为5000Lx的条件下，生长最好，其生物量达到0. 65g/L以上。实施例2
向初步处理过的生活污水中添加不同质量的NaHCO3，分别配制出无机碳浓度为 (T20mg/L的培养液，布朗葡萄藻接种量为10%。在光暗比为13h:llh、温度为25°C、光照强度为5000 Lx的条件下培养30天，待培养结束后抽滤收集藻细胞，冷冻干燥并制备藻粉后测定总脂含量和总烃含量。结果显示污水中外加无机碳浓度为5 15mg/L时，布朗葡萄藻藻生长良好并具有高产能效应，生物量最高可达0. 6g/L，总脂含量最高可达17. 42%，总烃含量最高可达 34. 50% ；
实施例3
向富营养化的湖水中添加不同质量的KNO3,分别配制出氮浓度为2 20mg/L的培养液， 布朗葡萄藻接种量为10%。在光暗比为13h:llh，温度为25°C，光照强度5000 Lx的条件下培养30天。待培养结束后用抽滤收集布朗葡萄藻藻细胞，冷冻干燥并制备藻粉后测定总脂含量和总烃含量。结果显示污水中总氮浓度为l(T20mg/L时，布朗葡萄藻生长良好并具有高产能效应，生物量最高可达到0. 588g/L，总脂含量最高可达22. 64%，总烃含量最高可达35. 10% ；
实施例4
向富营养化的河水中添加不同质量的KH2PO4,分别配制出磷浓度为0. 2^2mg/L的培养液，布朗葡萄藻接种量为10%。在光暗比为131!:111!，温度为251，光照强度5000 Lx的条件下培养30天。待培养结束后抽滤收集藻细胞，冷冻干燥并制备藻粉后测定总脂含量和总烃含量。结果显示污水中总磷浓度为广ang/L时，布朗葡萄藻生长良好并具有高产能效应，生物量最高可达到0. 646g/L，总脂含量最高可达27. 40%,总烃含量最高可达32. 11% ；
实施例5
向鱼塘废水中添加不同质量的NaHCO3, KNO3, KH2PO4,配制出无机碳浓度为5 15mg/L，总氮浓度为l(T20mg/L时，总磷浓度为广2mg/L的培养液。布朗葡萄藻接种量为10%。在光暗比为13h: llh，温度为25°C，光照强度5000 Lx的条件下培养30天，待培养结束后抽滤收集布朗葡萄藻藻细胞，冷冻干燥并制备藻粉后测定总脂含量和总烃含量。优化结果显示污水中外源无机碳浓度为10mg/L，总氮浓度为15mg/L，总磷浓度为ang/L时，布朗葡萄藻生长良好并具有最高产能效应，生物量可达0. 635g/L，总脂含量可达24. ；35%，烃类含量可达35. 73%。利用获得的布朗葡萄藻总脂，可通过酯交换反应制成生物柴油，所含的总烃物质提取后可加工成汽油、柴油使用。参考文献Bligh E G, Dyer W J. A rapid method of total lipid extraction and purification[J]. Canadian Journal of Biochemistry and Physiology, 1959, 37(8): 911-917Chen F, John M R. Effect of C/N ratio and aeration on the fatty acid composition of heterotrophic Chlorella sorokiniana\_J]. Journal of Applied Physiology, 1991， 3:203-209Sawayama S, Minowa T, Dotc Y. Growth of the hydrocarbon rich microalga Botryococcus braunii in secondarily treated sewage[J]. Applied Microbiology and Biotechnology, 1992， 38(2):135-138
权利要求
1. 一种布朗葡萄藻的培养方法，其特征在于用外加的无机碳源、氮源、磷源对污水中营养盐浓度进行调整，使无机碳、总氮、总磷的浓度分别为5 15mg/L、l(T20mg/L、广2mg/L， 所述无机碳源、氮源、磷源分别为Na2C03、KNO3> KH2PO4,将小球藻放入上述培养液，在温度 200C 30°C，光照强度3000Lx 8000Lx，光暗比为13h: Ilh下培养30天，所述污水为生活污水和富营养化的江、河、湖水、以及水产养殖水，即用污水培养成富含油脂和烃的高密度布朗葡萄藻。
全文摘要
本发明一种布朗葡萄藻的培养方法。本发明的技术方案要点是，用外加的无机碳源、氮源、磷源对污水中营养盐浓度进行调整，使无机碳、总氮、总磷的浓度分别为5~15mg/L、10~20mg/L、1~2mg/L，所述无机碳源、氮源、磷源分别为Na2CO3、KNO3、KH2PO4，将小球藻放入上述培养液，在温度20℃~30℃，光照强度3000Lx~8000Lx，光暗比为13h:11h下培养30天，所述污水为生活污水和富营养化的江、河、湖水、以及水产养殖水，即用污水培养成富含油脂和烃的高密度布朗葡萄。本发明用污水培养物质能较高的布朗葡萄藻。
文档编号A01G1/00GK102550263SQ20121002492
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月6日 优先权日2012年2月6日
发明者李光明, 杜晋立, 董文静, 靳同霞, 靳萍, 马剑敏, 马帅 申请人:河南师范大学