专利名称：一种快速促进生长的高脂小球藻培养液及其制备方法
技术领域：
本发明属于生物技术领域，具体涉及一种快速促进生长的高脂小球藻培养液及其 制备方法。
背景技术：
小球藻(Chlorella)为绿藻门小球藻属普生性单细胞绿藻，是一种球形单细胞淡水藻 类，直径3 8微米，是地球上最早的生命之一，出现在20多亿年前，基因始终没有变化， 是一种高效的光合植物，以光合自养生长繁殖，分布极广。它是一种最低等、最古老的植物， 它繁殖快，含油率高，是生物燃料的重要来源。小球藻含丰富的蛋白质、脂质、多糖、食用纤 维、维生素、微量元素和活性代谢产物，具有防治消化性溃疡、抗肿瘤、增强免疫、抗辐射、抗 病原微生物、防治贫血、降血脂和抗动脉粥样硬化等保健和药理作用，可供人们安全食用。 小球藻是目前已发现的最接近人类需要的天然均衡的营养食品。由于含有丰富的蛋白质、 藻多糖、胡萝卜素、Y-亚麻酸等营养物质外，还富含有排除肠、肾、肺和血液中有害物 质的叶绿素，特别是含有促生长因子(CGF)，可以明显延缓衰老，活化人体细胞，修复受损基 因。据称，在日本，小球藻系列产品已连续20年在所有保健品销售中名列第一。小球藻在不同培养条件下可以产生10% 30%细胞干重的脂类，可以用于转化 为脂肪酸甲脂即生产生物柴油。另外，小球藻具备降解有机污染物，高效吸附重金属和吸收 氮磷等功能，在生物能源和环境保护领域具有重要的应用开发前景，是一种极其重要的微 藻资源。通常使用SE培养基(SE Medium)和Pr培养基(Pr Medium)，也可以使用BG-11培 养基(BG-11 Medium)培养。小球藻自养培养主要指利用光能将无机碳转化为碳水化合物的 过程，光照可以采用太阳光或人工光源，无机碳源丰要包括碳酸盐或C02。小球藻最适培养 温度25 V 35°C，最适pH6. 5 7. 5，最适光照强度2000 5000lux，除此之外，还需要在 培养基中提供氮源、磷源、镁和铁及微量元素等。目前，小球藻自养培养的技术已经成熟，但 存在的问题是在小球藻细胞增加到一定浓度后阻挡光线进入培养物，因此限制了小球藻的 光合作用，导致培养的小球藻生物量低。1953年，Lewin首先发现了一些藻类能利用有机物 作为唯一的碳源和能源进行异养生长，从而引起了单胞藻类培养的一次重要革命。近年来 特别是通过异养发酵培养技术的研究与探索，大幅度提高了小球藻的生长速度，使小球藻 异养培养的上产业化生产成为可能。Endo和Shirota榆测了小球藻利用包括糖、有机酸和 醇类等60多种有机碳源的能力，结果表明，葡萄糖、乙酸和乙醇等可作为唯一碳源支持小 球藻的生长。异养培养小球藻细胞分裂很快，使更多能量用于呼吸代谢，限制了细胞物质的 合成，导致其蛋白和色素含量下降。但与自养相比，异养培养小球藻的脂肪含量明显增加， 有利于提取其中的脂类转化生物柴油。Barbier发现某些生长素可提高小球藻蛋白含量，其 机制是藻细胞核中的生长素受体与添加的外源生长素结合，形成“生长素——受体”复合物识别基因的启动了，使小球藻表达蛋白含量的能力提高。李师翁发现，乙酸钠和萘乙酸使小 球藻内蛋白质含量由对照的43. 4%提高到46. 9%和52. 5%，另外，碳酸浓度的增加也有助 于提高小球藻叶绿素含量。严美姣报道白光对小球藻的生长有促进作用，而红光和蓝光可 以提高小球藻叶绿素含量。Sansawa等对小球藻进行异养同步培养，使藻细胞内的蛋白和叶 绿素含量是非同步培养的2 3倍，说明通过异养培养的控制同样可以获得高品质的小球 藻。
随着地球主要不可再生资源石油的日益枯竭，对人类的生存和可持续发展构成了严重 威胁。因此利用微细藻类固定CO2产生的脂类转化生物柴油，就达到高效减排产能的目的。 缪晓玲发现通过异养培养小球藻的脂类含量达细胞干重的55%，是自养培养藻脂类含量 14%的4倍，异养藻细胞转化的生物油热值高达41MJ / kg，分别是木材生物油和自养藻生 物油的2倍和1. 4倍。由于异养培养小球藻所需的碳源是与人类粮食资源发生竞争的葡萄 糖，因此首先采用异养培养获得超高细胞浓度小球藻，然后转变为白养培养方式固定C02， 一方面可以缓解CO2减排的压力，另一方面可以获得大量小球藻细胞用于提取其中脂类转 化生物柴油。除此之外，微藻可以直接降解有机污染物、高效吸附重金属和吸收氮磷，为废 水的资源化处理提供一种新的思路。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于设计提供一种快速促进生长 的高脂小球藻培养液及其制备方法的技术方案，其生产成本低，操作方便，促进小球藻脂类 含量效果好，培养得到藻类纯度高。所述的一种快速促进生长的高脂小球藻培养液，其特征在于含有重量百分含量 的以下物质竹醋液1_8%、主要养分4-15%、微量养分0. 2-2. 5%、土壤提取液0-1. 5%、水 78-94%，所述的主要养分为硝酸钠、磷酸氢二钾、硝酸钾、硫酸镁、氯化钙、磷酸二氢钾、氯化 钠中的一种或一种以上混合物，所述的微量养分为氯化铁、硼酸、硫酸铜、硫酸锰、硫酸锌、 钼酸铵中的一种或一种以上混合物。所述的一种快速促进生长的高脂小球藻培养液，其特征在于所述竹醋液的含量为 2-7%，优选为 3-5%。所述的一种快速促进生长的高脂小球藻培养液，其特征在于所述主要养分的含量 为6-12%，优选为7-10%。所述的一种快速促进生长的高脂小球藻培养液，其特征在于所述微量养分的含量 为 0. 5-2. 0%，优选为 0. 8-1. 5%O所述的一种快速促进生长的高脂小球藻培养液，其特征在于所述土壤提取液的含 量为 0. 2-1. 0%,优选 0. 4-0. 8%O所述的一种快速促进生长的高脂小球藻培养液，其特征在于所述水的含量为 82-90%，优选 85-88%。所述一种快速促进生长的高脂小球藻培养液的制备方法，其特征在于包括以下步 骤
1)取未施过肥的土壤500g置于容器中，加入蒸馏水IOOOml，瓶口用透气塞封口，在水 浴中沸水加热2-4小时，然后冷却4-6小时，在无菌条件下三成纱布过滤，取上清液，再将灭过菌的蒸馏水加入上清液中至总体积1000ml，即为土壤提取液，3-6°C保存备用；
2)在反应釜中投入竹醋液1_8%，主要养分4-15%，微量养分0. 2-2. 5%，土壤提取液 0-1. 5%，水78-94%，搅拌均勻即成最终产品。所述的竹醋液是竹材加工剩余物经高温热解得到的副产物，可从市场上直接购得。上述一种快速促进生长的高脂小球藻培养液，通过添加竹醋液作增效成分，大大 提高了藻类固定CO2产生的脂类含量，其制备方法简单，生产成本低，操作方便，促进小球藻 脂类含量效果好，在同等情况下，培养得到藻类纯度很高，大幅度降低了对小球藻大规模开 发利用的培养成本。本申请文件中涉及的百分含量，除另有说明外，均为重量百分含量。
具体实施例方式现结合本发明的实施例和培养试验，进一步说明本发明的有益效果。实施例1
向1000L搅拌釜内投入30kg竹醋液，再加入15kg硝酸钠、20kg硝酸钾、15kg磷酸二氢 钾和15kg氯化钠，然后加入Ikg氯化铁、Ikg硼酸、Ikg硫酸铜、Ikg硫酸锰、0. 5kg硫酸锌和 0. 5kg钼酸铵，搅拌均勻，再加入900kg水，搅拌至所有物质溶解，即成最终产品。实施例2
向1000L搅拌釜内投入50kg竹醋液，再加入25kg硝酸钾、25kg硫酸镁、25kg氯化钙和 25kg氯化钠，然后加入IOkg氯化铁、5kg硼酸和5kg硫酸铜，搅拌均勻，加入IOkg 土壤提取 液，再加入820kg水，搅拌至所有物质溶解，即成最终产品。实施例3
向1000L搅拌釜内投入38kg竹醋液，再加入17kg硝酸钠、17kg磷酸氢二钾、17kg氯化 钙、17kg磷酸二氢钾和17kg氯化钠，然后加入2kg硫酸铜、2kg硫酸锰、2kg硫酸锌和2kg钼 酸铵，搅拌均勻，加入2kg 土壤提取液，再加入867kg水，搅拌至所有物质溶解，即成最终产
P
BFI ο实施例4
向1000L搅拌釜内投入35kg竹醋液，再加入16kg磷酸氢二钾、16kg硝酸钾、16kg硫 酸镁、16kg氯化钙和16kg磷酸二氢钾，然后加入5kg氯化铁、5kg硫酸铜、2. 5kg硫酸锰和 2. 5kg钼酸铵，搅拌均勻，加入4kg 土壤提取液，再加入866kg水，搅拌至所有物质溶解，即成 最终广品。实施例5
向1000L搅拌釜内投入40kg竹醋液，再加入5kg硝酸钠、IOkg磷酸氢二钾、30kg硝酸 钾和30kg硫酸镁，然后加入2. 5kg硼酸、2. 5kg硫酸铜、2. 5kg硫酸锰和2. 5kg硫酸锌，搅拌 均勻，加入Ikg 土壤提取液，再加入874kg水，搅拌至所有物质溶解，即成最终产品。实施例6
向1000L搅拌釜内投入48kg竹醋液，再加入IOkg硝酸钠、IOkg磷酸氢二钾、IOkg硝酸 钾、IOkg硫酸镁、IOkg氯化钙、IOkg磷酸二氢钾和IOkg氯化钠，然后加入3kg氯化铁、3kg 硼酸、3kg硫酸铜、3kg硫酸锰、3kg硫酸锌和3kg钼酸铵，搅拌均勻，加入8kg 土壤提取液，再加入856kg水，搅拌至所有物质溶解，即成最终产品。以下通过试验说明培养液的促进生长效果，试验结果见表1。表1 实施例1-6对小球藻生物量(0D680nm)的影响
CK是指除与实施例培养基中没有竹醋液外，其余成分均相同，即CKl的培养基没有竹 醋液而实施例1有竹醋液，其余成分和含量均相同，CK2与实施例2，CK3与实施例3，CK4与 实施例4，CK5与实施例5，CK6与实施例6，同样理解。从上表1可见，含有竹醋液的培养基 具有明显促进小球藻生长的作用。
权利要求
1.一种快速促进生长的高脂小球藻培养液，其特征在于含有重量百分含量的以下物 质竹醋液1-8%、主要养分4-15%、微量养分0. 2-2. 5%、土壤提取液0-1. 5%、水78_94%，所述 的主要养分为硝酸钠、磷酸氢二钾、硝酸钾、硫酸镁、氯化钙、磷酸二氢钾、氯化钠中的一种 或一种以上混合物，所述的微量养分为氯化铁、硼酸、硫酸铜、硫酸锰、硫酸锌、钼酸铵中的 一种或一种以上混合物。
2.如权利要求1所述的一种快速促进生长的高脂小球藻培养液，其特征在于所述竹醋 液的含量为2-7%，优选为3-5%。
3.如权利要求1所述的一种快速促进生长的高脂小球藻培养液，其特征在于所述主要 养分的含量为6-12%，优选为7-10%。
4.如权利要求1所述的一种快速促进生长的高脂小球藻培养液，其特征在于所述微量 养分的含量为0. 5-2. 0%，优选为0. 8-1. 5%。
5.如权利要求1所述的一种快速促进生长的高脂小球藻培养液，其特征在于所述土壤 提取液的含量为0. 2-1. 0%，优选0. 4-0. 8%。
6.如权利要求1所述的一种快速促进生长的高脂小球藻培养液，其特征在于所述水的 含量为82-90%，优选85-88%。
7.如权利1所述一种快速促进生长的高脂小球藻培养液的制备方法，其特征在于包括 以下步骤1)取未施过肥的土壤500g置于容器中，加入蒸馏水IOOOml，瓶口用透气塞封口，在水 浴中沸水加热2-4小时，然后冷却4-6小时，在无菌条件下三成纱布过滤，取上清液，再将灭 过菌的蒸馏水加入上清液中至总体积1000ml，即为土壤提取液，3-6°C保存备用；2)在反应釜中投入竹醋液1_8%，主要养分4-15%，微量养分0.2-2. 5%，土壤提取液 0-1. 5%，水78-94%，搅拌均勻即成最终产品。
全文摘要
一种快速促进生长的高脂小球藻培养液及其制备方法，属于生物技术领域。含有竹醋液1-8%、主要养分4-15%、微量养分0.2-2.5%、土壤提取液0-1.5%、水78-94%，所述的主要养分为硝酸钠、磷酸氢二钾、硝酸钾、硫酸镁、氯化钙、磷酸二氢钾、氯化钠中的一种或一种以上混合物，所述的微量养分为氯化铁、硼酸、硫酸铜、硫酸锰、硫酸锌、钼酸铵中的一种或一种以上混合物。该培养液通过添加竹醋液作增效成分，大大提高了藻类固定CO2产生的脂类含量，其制备方法简单，生产成本低，操作方便，促进小球藻脂类含量效果好，在同等情况下，培养得到藻类纯度很高，大幅度降低了对小球藻大规模开发利用的培养成本。
文档编号C12N1/12GK102093957SQ20101059330
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月17日 优先权日2010年12月17日
发明者夏国华, 张启香, 童森淼, 胡君艳, 郑炳松, 闫道良, 陈国娟, 黄坚钦, 黄有军 申请人:浙江农林大学