[发明专利]一种微藻混合培养生产油脂的方法

说明书

本发明公开了一种微藻混合培养生产油脂的方法，包括：（1）将微藻培养基和凯氏拟小球藻FSH‑Y3种子液加入到光生物反应器中，调节培养体系的PH值为10～12，通入气体中CO₂的含量为1v%～5v%，培养2～5天；（2）调节培养体系的PH值为7～10，接入栅藻MH‑04和/或单针藻SS‑B1种子液进行混合培养，通入气体中CO₂含量为5v%～45v%；（3）培养至生长稳定期结束，收获微藻细胞。本发明方法提高了微藻培养体系对高浓度CO₂的耐受性和溶解性，提高了固碳效率，微藻油脂的收获量明显提高，能够进行生物柴油的生产。

技术领域

本发明属于生物技术和生物能源领域，具体涉及一种微藻混合培养生产油脂的方法。

背景技术

由于化石能源的日趋减少和使用化石能源造成温室效应的增加，越来越多的科研工作者把目光集中到可再生能源的开发和利用上。生物质能作为地球上最重要的可再生能源，它包括林业生物质、农作物、水生植物、农业废弃物等。在诸多的生物质能源中，微藻是重要的可再生资源。它们具有分布广泛、生物量大、光合作用效率高、环境适应能力强、生长周期短、生物量产量高等特点。其细胞中含独特的初级或次级代谢产物，化学成分复杂。微藻的太阳能转化效率可达到3.5%，是生产药品、精细化工品和新型燃料的潜在资源，从微藻中得到的脂肪酸可转化成脂肪酸甲脂，即生物柴油。

随着世界经济的发展，大量的化石能源的使用和消耗，导致能源的短缺和环境的日益恶化，特别是CO₂的急剧增加引起的温室效应越来越严重。微藻的生长周期短、光合效率高，CO₂固定效率高，一定条件下可达陆生植物的10 倍以上，不仅可以减少CO₂排放，同时也降低了培养成本。除CO₂外，废气中的一些SOx、NOx 等成分也随着微藻的代谢被净化处理，有效减少有害气体排放，因此利用微藻油脂作为原料生产的生物柴油是目前最有可能满足世界运输所需燃料的可再生能源。

目前对于小球藻、栅藻等产油微藻研究的较多。CN20110144545.6公开了一株栅藻藻株，该藻株的生长可利用人工培养基或经适当处理的废水生长，其特点是油脂产率高于目前大多数分藻株，该藻株应用领域包括CO₂的固定，废水的净化，油脂、蛋白质、色素、淀粉、多糖、核酸的生产。CN20120154470.4公开了一株富油海洋微藻微拟球藻(Nannochloropsis gaditana )藻株及其应用，该藻株可在pH=4.5的环境下正常生长，其油脂含量可达35%。CN20111019480.X公开了一株微藻藻株（Mychonases sp .）及其用于生产生物柴油的应用，利用该藻株可生产高附加值的多不饱和脂肪酸，包括亚麻酸 C18:3和神经酸C24:1，其在获得生物柴油的同时，获得高附加值的副产品。这些专利都未涉及藻种对二氧化碳的耐受性。CN102703326A公开了一种高CO₂耐受性和固定率的微藻及其选育方法，但该专利所提供的藻株并未涉及该藻株的油脂含量。

上述专利要么不能高效利用CO₂生产油脂，要么获得的生物质中油脂含量不够高。特别是在实际应用中，当环境中CO₂体积分数大于5v%时，大部分微藻的生长将受到抑制，固碳效率低。同时一般微藻在中性条件下适宜生长，在偏酸性或者偏碱性的条件下不利于微藻的生长，而微藻利用CO₂一般是以溶解在水中的HCO₃^-离子形式存在的，二氧化碳在中性环境下溶解度低，不利于藻类吸收利用。而且，通入的化石燃料废气中含有高浓度的SOx、NOx等气体也会抑制微藻生长和降低固碳效率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种微藻混合培养生产油脂的方法。本发明方法提高了微藻培养体系对高浓度CO₂的耐受性和溶解性，提高了固碳效率，微藻油脂的收获量明显提高，能够进行生物柴油的生产。