[发明专利]一种高效培养纤维藻的方法

说明书

技术领域

本发明属于微藻培养领域，是一种高效培养纤维藻的方法。

背景技术

微藻富含油脂、蛋白质、多糖以及其它多种活性物质，可以广泛应用于可再生能源、饲料、食品、医药保健、化妆品等领域。微藻具有光合效率高、生长快、生产周期短等优点。由于大量使用化石燃料，向空气中过量排放二氧化碳，造成全球气候变暖，并且煤、石油、天然气等能源是不可再生的，总有用完之时，所以，寻找能同时解决能源与环境双重问题的新能源具有重大的战略意义，微藻因其本身的优点成为很有有希望的新能源材料之一。

但是，目前微藻产业化中仍存在重要关键核心技术难题，有待突破，其中之一就是微藻高密度、快速、低成本培养。面前现有技术对微藻培养的解决方案主要关注以下这些方面：光照、温度、二氧化碳补充、反应器的形状与结构等。

纤维藻是一种淡水藻类，油脂含量高、适应性强、生长快，营养要求简单，具有较大的开发优势。本发明以纤维藻为材料，从纤维藻的有益分泌物、接种技术、保持环境相对稳定等角度着手来解决微藻培养这一技术难题。

发明内容

本发明提供一种高效培养纤维藻的方法，用以解决微藻产业化中如何才能实现高效培养这一核心关键难题。

为解决这一难题，本发明提供如下解决方案：

一种高效培养纤维藻的方法，其特征在于：半饱和接种；利用纤维藻分泌的活性物质；维持纤维藻生长环境的相对稳定；采收藻体后培养液的循环利用；添加营养成分形成新鲜培养液；连续高密度培养。

(1)半饱和接种技术。微藻培养过程中，起始藻细胞密度是影响藻类单位时间内生物量形成的重要因素之一。半饱和接种是指一个培养周期中纤维藻的起始密度与稳定期密度的1/2相等或接近。在本发明中半饱和接种技术是通过将1/2藻液经过离心采收藻体后，培养液返回纤维藻培养系统中，在适量补充离心过程中所损失的水量，这样就使培养系统中纤维藻的密度约为稳定期藻细胞密度的1/2。接种过程简单，容易操作，减少藻类的适应期。

(2)充分利用培养液中的活性成分。藻类在生长过程中会分泌一些活性物质，这些物质对藻类的生长繁殖具有促进作用。实验数据表明，在纤维藻促生物质存在的情况下，纤维藻的生长速度提高了5倍。本发明最大限度地利用了纤维藻自身分泌的促进生长的物质成分，提高了纤维藻的生长。

(3)维持纤维藻生长环境的相对稳定。环境条件的改变会直接影响藻类的生长，本发明采用离心1/2藻液采收藻体、1/2藻液不原封动的技术策略，实现了藻类生长环境的相对稳定，最大限度缩短或消除了藻细胞适应期，避免培养周期间藻体环境的波动。

(4)培养液再利用。藻类生长后期，培养液中的营养元素大部分被藻类利用，但是不可能完全被利用的。将藻细胞分离出去后，培养液再返回值培养容器中，既可以节约水资源、营养元素，也可以充分利用其中的促进藻类分裂的活性物质，利于藻类的生长。

(5)添加营养成分形成新鲜培养液。从藻液中分离出藻体后，将培养液返回至纤维藻培养系统中，添加营养元素至一定浓度，形成营养充足的培养液。

(6)连续高密度培养。采用半饱和接种技术，实现了高密度自然接种，纤维藻适应期短或无，生长迅速，整个生长过程中藻细胞密度高。藻体分离、培养液再生与接种浑然一体，实现了纤维藻的连续高密度培养。

与现有微藻培养技术相比，本发明所提供的纤维藻高效培养方法具有如下优点：(1)接种、载体分离与培养液再生浑然一体，提高了培养效率。(2)充分利用有助于藻类分裂生长的自身分泌物，加快藻类的生长。(3)操作简单，环环相扣。(4)费用低。培养液的循环利用，既维持了藻类快速分裂生长所需的环境，同时也节约了水资源，降低了营养元素的投入成本。

具体实施方式

以下对本发明的较佳实施例加以详细说明。

本发明实现了纤维藻的高效培养，具体包括以下几个步骤：

培养条件：温度25℃，光照2000lux，光照周期L∶D＝18∶6，碳源∶空气中的二氧化碳。

培养液配方：NaCl 1.0g/L  KNO₃ 1.0g/L  K₂HPO₄ 0.2g/L MgSO₄ 0.1g/L CaCl₂ 0.05g/L微量元素

(1)在上述培养条件下，将纤维藻培养至稳定期。

(2)从培养液的底部取出1/2体积的培养液，5000r/m，离心5min，获得藻体，同时收集上清液，并将上清液返回至培养容器内。