[发明专利]低频低强度超声促进微藻油脂合成的方法

说明书

本发明针对微藻产油领域的关键性问题即提高微藻油脂含量的技术难点，开发出了一种低频低强度超声促进微藻油脂合成的方法。将超声探头浸入培养至对数期的微藻培养液，开启超声对微藻进行超声处理，超声频率为20‑50kHz，超声功率为10‑30W/L，超声处理时间为15‑35min/d，超声脉冲时间间隔为1‑6s，循环处理；处理后的微藻转移至光照培养箱中培养。该技术为提高微藻油脂含量和细胞生物量提供了一种新的策略，培养得到的微藻不仅油脂合成量增加而且糖利用和生物量率也上升，为微藻产业化发展奠定了良好的基础。

技术领域

本发明涉及微藻生物能源领域，涉及一种有效提高微藻油脂含量的方法。

背景技术

随着全球能源短缺及环境恶化等问题日趋严重，寻找新的清洁可再生能源成为亟需解决的问题之一。生物质能源以其安全、不易造成二次污染、可再生等优势在众多新型能源中脱颖而出，有望取代或部分替代化石能源。而生物柴油作为生物质能源的研究热点，其原料的选择受到了广泛关注。由于微藻可在海水、污水以及滩涂中养殖，具有“不与人争粮，不与粮争地”、光合作用较强能够固定更多的二氧化碳、油脂含量较高等优点，因此，第三代生物柴油以其作为原材料，进行了大量研究。目前生物柴油的瓶颈仍然是成本问题，其中，藻种的油脂含量是制约生物柴油产率的关键性因素之一，有效提高微藻油脂含量依旧是微藻生物能源领域有待解决的技术难题。

目前，针对提高微藻油脂含量的研究方向包括营养调控、诱变育种、基因工程等。营养调控主要以对氮、磷元素的调控为主，氮、磷等元素的缺乏能够明显提高微藻藻株的含油率，但是，也会对其生物量造成消极影响，因此，在总油脂含量上提高不明显。通过诱变育种的方式提高藻株油脂含量，能够达到较好的效果，但是，由于其突变的不定向性，具有一定的局限性。而通过基因工程的手段，能够定向增加微藻藻株的油脂含量，但是由于其技术难度较大，受到了限制。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种低频低强度超声促进微藻油脂合成的方法。具体方案为：

将超声探头浸入培养至对数期的微藻培养液，开启超声对微藻进行超声处理，超声频率为20-50kHz，超声功率为10-30W/L(瓦特/每升微藻培养液)，超声处理时间为15-35min/d(分钟/每天)，相邻两次超声脉冲之间时间间隔为1-6s，总处理时间为0.5-5d(包括间隔)，最好在微藻的对数生长期(第3-5天)连续处理三天；处理后的微藻转移至光照培养箱中培养。

其中最佳超声频率为20kHz，最佳超声功率为20W/L，最佳处理时间为30min/d，最佳超声脉冲时间间隔为2s。

上述超声探头为超声波生物促进生长仪的超声探头，超声探头进入微藻培养液的深度为约2mm。

上述微藻的培养基为BG-11微藻培养基或其他任何微藻培养基。

本发明的一个优选方案中，每次超声处理所取微藻培养液的体积为10-500ml。

上述微藻为栅藻、小球藻、硅藻、隐甲藻、扁藻、杜氏藻、螺旋藻、金藻和大型藻类等中的一种或多种。

本发明的一个优选方案中，处理后的微藻培养温度为0-40℃。

微藻油脂的提取方法可为氯仿-甲醇法、索氏抽提法、正己烷-异丙醇法、正己烷-乙醇法和乙醚-石油醚法等。

本发明提供的方法利用超声促进微藻传质，增加酶活，用于提高油脂含量及生物量，创新性强、易于操作，可用于促进微藻油脂的积累，同时提高微藻的生物量。