[发明专利]一种提高异养微藻蛋白质含量的过补偿培养方法

说明书

技术领域

本发明属于微藻生物蛋白技术领域，具体而言，涉及小球藻的培养方法，特别涉及增加小球藻蛋白质产量的方法。

背景技术

蛋白质是一切生命的物质基础，是细胞的重要组成部分，机体生长、发育、运动繁殖等生命活动都离不开蛋白质。联合国粮农组织2011年的调查显示，人口的增长速度已经远远超过了食品蛋白质供应的增长速度。蛋白质资源缺乏——这一世界性问题已经存在多年。随着我国经济建设的不断发展，人民生活水平不断提高，蛋白质总需求量逐年增加。加之我国是人口大国，人口的增长亦使得蛋白质缺乏这一问题尤为严重。因此，除努力提高蛋白质利用效率外，我们还迫切需要开发新的蛋白质资源以取代鱼粉、豆粕等价格昂贵的传统蛋白质。

利用生物技术开发高效能的单细胞蛋白引起人们的广泛关注，1967年，第一届国际单细胞蛋白质会议将富含蛋白质的微生物菌体统称为单细胞蛋白，其可以作为动物饲料，也可以作为食品添加剂、营养保健品被人类食用，以有效缓解食品蛋白质供应短缺问题。酵母菌、微藻、细菌和真菌是最重要的单细胞蛋白来源。

小球藻是第一种实现人工培养的微藻，细胞结构简单，易于培养，生长速度快，是进行生物技术研究的好材料。小球藻在自然界分布广泛，环境适应力较强；且营养价值较高，胞内蛋白质含量可达到大豆的1.25-1.5倍，各种氨基酸齐全，不饱和脂肪酸含量丰富，此外还含有多种生物活性物质，具有抗氧化、抗衰老、预防癌症、增加免疫力等功效。

发展小球藻作为饲料或食品添加剂已经有30多年的历史，已实现产业化的有小球藻面包、小球藻饮料、小球藻片和胶囊等。日本作为小球藻的生产和消费大国，目前呈现小球藻产品购销市场空前活跃的局面。

小球藻传统的培养方式为利用光能和CO₂的自养，但由于自养培养获得的小球藻生物量较低，难以获得理想规模的藻细胞体，自养方式的商业化面临着经济和技术方面的问题。近年来，小球藻的异养培养成为研究热点。小球藻细胞在无光照条件下利用有机碳源进行异养生长，可大幅度提高细胞密度，但异养藻细胞内蛋白质的含量较自养显著降低。有研究发现微藻体内的物质代谢受外界条件改变而影响，例如，当氮源不足时，小球藻胞内油脂积累增加，当氮源充足时，物质代谢流会朝着蛋白质积累的方向进行。但小球藻氮代谢未观察到奢侈性吸收现象，无法实现蛋白质的奢侈性生产。如何在保证小球藻高生物质产量的前提下提高细胞蛋白质含量，是小球藻蛋白质资源开发利用所必需解决的关键问题。

发明内容

本发明的目的在于针对目前异养小球藻蛋白质含量不高的缺陷，提供一种利用过补偿吸收效应增加小球藻生物体内蛋白质含量的方法。利用本发明方法，能够在保证异养小球藻高生物量的前提下，有效提高细胞蛋白质含量，实现小球藻蛋白质的高产量。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的。

一种增加异养小球藻胞内蛋白质含量的方法，具体包括如下步骤：

所用普通小球藻购于中国科学院野生生物种质库——淡水藻种库，编号FACHB-8，生物学分类属于绿藻门、绿藻纲、绿球藻目、小球藻科、小球藻属。但本发明不限于此一种小球藻。

所用培养基为修改BG11⁺培养基。氮缺乏修改BG11⁺培养基配方：

(1)氮源，2-6 mmol L^-1

(2)有机碳源，5-30 g L^-1

(3)K₂HPO₄, 3.0-5.0 g溶于100 mL dH₂O

(4)MgSO₄·7H₂O, 6.5-8.5 g溶于100 mL dH₂O

(5)CaCl₂·2H₂O, 2.6-4.6 g溶于100 mL dH₂O

(6) 柠檬酸, 0.4-0.8 g溶于100 mL dH₂O

(7) 柠檬酸铁铵, 0.4-0.8 g溶于100 mL dH₂O

(8)EDTA-Na₂, 0.05-0.15 g溶于100 mL dH₂O

(9)Na₂CO₃, 1.0-3.0 g溶于100 mL dH₂O