一种微藻培养方法
【专利摘要】本发明涉及一种微藻培养方法，所述方法将微藻固定化培养和液体培养相结合，具体是将微藻接种到固体材料上进行固定化培养，然后将经过固定化培养的微藻接种到液体中继续培养。使用本发明的方法培养微藻不需要严苛的条件，能耗较低，不易发生污染，并且能够产生高密度的藻细胞，能够通过固-液培养结合的方法实现色素、脂类、烃类和糖类等次生代谢物的产业规模化生产。
【专利说明】一种微藻培养方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微藻培养【技术领域】，具体涉及一种微藻培养方法。
【背景技术】
[0002]微藻是具有叶绿素、能进行放氧的光合作用的低等水生生物，其结构简单，生长繁殖迅速，对太阳能利用率高，对环境适应性强，因此受到人们越来越多的重视。微藻所含有的活性物质和生产的次生代谢物具有重要的经济价值，在能源领域，微藻有望成为继粮食作物生物乙醇、纤维素生物乙醇和陆生作物生物柴油之后的第三代生物质能源原料；在环境领域，微藻具有减排温室气体二氧化碳的能力，并在处理生活和工业污水方面有广阔的应用前景；在食品领域，微藻富含蛋白质、油脂、类胡萝卜素和不饱和脂肪酸，可用于食品或食品添加剂；在医药领域，从微藻生物资源中寻中新的抗生素、抗癌和抗病毒药物的研究也常见报道。
[0003]某些微藻在特定的生长条件下能够大量合成次生代谢物如油脂、多糖或类胡萝卜素等，而次生代谢物的积累是可控的过程，这些特点加快了微藻实现各种次生代谢物的商业化开发。我们可利用环境条件的改变和养殖工艺升级改造，实现微藻次生代谢物的高效积累。
[0004]目前对微藻生产次生代谢物养殖多采用的是液体培养，先严格控制其pH值、温度和营养条件，使其在最适条件下产生尽量多的营养细胞，然后再利用胁迫条件诱导营养细胞产生次生代谢物。雨生红球藻的养殖国外多采用该法，美国夏威夷的公司则是采用封闭的光生物反应器结合开放式的培养池进行液体养殖；杜氏盐藻生产类胡萝卜素也多采用该法，在绿色藻细胞生物量积累到一定程度后，转移到高盐高光环境下，诱导藻细胞β_胡萝
卜素积累。
[0005]在传统的微藻液体养殖中，大量的能量消耗在水体运行、搅拌、通气、二氧化碳补给和收获上，而藻细胞密度并不高(约l_3g/L);需要条件苛刻，必须严格控制环境条件，中间有环节出现问题，可能导致细胞增殖的失败；若水体中一旦发生原生动物或杂藻污染，治理较难或无法治理，只能废弃，从而产生大量的物力和人力成本。总之，现有技术存在条件苛刻、能耗高、易污染和细胞密度低的问题。
【发明内容】
[0006]本发明针对传统的微藻液体养殖中条件苛刻、能耗高、易污染和细胞密度低的问题，提供一种微藻培养方法，使用本发明的方法培养微藻不需要严苛的条件，能耗较低，不易发生污染，并且能够产生高密度的藻细胞。
[0007]本发明的技术方案如下:
[0008]—种微藻培养方法，是将微藻固定化培养和液体培养相结合。
[0009]具体可以是，将微藻接种到固体材料上进行固定化培养，然后将经过固定化培养的微藻接种到液体中继续培养。[0010]本发明的微藻培养方法中，固体材料是具有亲水性和/或保水性的固体材料，例如无纺布、醋酸纤维膜、粗布、海绵、筛絹和棉布条中的一种或多种，或其它任何能够粘附微藻的固体材料。所述固体材料的形状可以是平面状、立方体状、球状或线条状等。
[0011]本发明的微藻培养方法中，固体材料可以仅仅是上述材料中的任何一种，也可以两种以上组合使用，典型但非限定性的组合实例比如醋酸纤维膜和无纺布组合，醋酸纤维膜和粗布组合，海绵和筛絹组合，无纺布和棉布条组合，等等。
[0012]本发明的微藻培养方法中，固体材料具有亲水性和/或保水性，能够很好地保持液体培养基，为微藻提供生长需要的营养成分；同时，固体材料还提供微藻生长的支持介质。由于采用固定化培养，不涉及液体培养中的搅拌和水体运行等，因此能耗较低，并且降低了外源性污染的风险。
[0013]本发明的微藻培养方法中，培养基可以是能够用于微藻培养的任何培养基，本领域的技术人员可以根据具体每一种微藻适用的培养基进行选择。虽然如此，本发明实施例中所用培养基为BGll培养基。
[0014]BGll培养基的具体配方如表1所示:
[0015]表1BGll培养基的配方
[0016]
【权利要求】
1.一种微藻培养方法，其特征在于，将微藻固定化培养和液体培养相结合。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将微藻接种到固体材料上进行固定化培养，然后将经过固定化培养的微藻接种到液体中继续培养。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，微藻固定化培养后进行采收步骤，采收时的微藻密度为20g-200g/m2。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将微藻接种到所述固体材料的初始接种密度为5-50g/m2。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述固体材料表面的光照强度为10-600 μ mol/m2/s。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述固定化培养时通入含二氧化碳的气体，所述二氧化碳占所述气体的体积百分比为0.1-15% ； 优选地，培养的温度为15-50°C。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述液体是各种类型、浓度或成分的微藻培养基，含一种或多种微藻的藻液，水，含促进因子的溶液，含胁迫诱导因子的溶液中的一种或几种。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述微藻包括蓝藻门、绿藻门、黄藻门、异鞭藻门和红藻门的微藻。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将固定化培养的微藻接种到液体的初始接种密度为0.5-20g/L。
10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述液体培养时培养物表面的光照强度为 100-2500 μ mol/m2/s。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，在所述液体培养时调整光照强度、温度、液体成分和浓度、二氧化碳的浓度和PH值各项参数中的一项或多项进行诱导培养产生次生代谢物。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述诱导培养的时间为2-10天，优选3-4 天。
【文档编号】C12N1/20GK103834567SQ201410067347
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年2月26日 优先权日:2014年2月26日
【发明者】陈传红, 吴洪, 陈昱, 王琳, 罗少敬 申请人:新奥科技发展有限公司