[发明专利]一种通过高温促进微藻细胞采收的工艺

说明书

本发明公开一种通过高温促进微藻细胞采收的工艺，该工艺包括微藻的接种、微藻高温处理和微藻采收。本发明利用高温对微藻生理的影响，促使细胞体积增大，从而有利于细胞采收，对于常用的微藻采收方法，包括离心、絮凝、沉降等均有显著的促进作用。本发明提供的工艺操作与控制简单、成本低，同时，还可以提高细胞对底物的利用效率，提高细胞的生长速率，该工艺适用于多种常用的微藻采收方法，可用于多种微藻的采收，适用范围广，具有较好的应用价值。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体地，本发明涉及一种通过高温促进微藻细胞采收的工艺。

背景技术

随着能源、食品等资源的短缺，近年来，微藻作为一种高效的光合微生物受到越来越广泛的关注，它可通过光合作用将无机碳转化为有机物，部分微藻还可以在黑暗条件下利用有机碳源生长，微藻细胞富含油脂、蛋白质、碳水化合物及其他生物活性物质，在生物能源、蛋白食品、保健品、饵料/饲料生产以及废水废气处理等多个领域均显示出良好的应用前景。

对于任何微藻产品的生产，微藻培养结束后将藻细胞从培养液中分离都是必不可少的环节。但是由于多数藻细胞形态微小、细胞密度低，同时由于细胞表面呈负电性导致细胞之间相互排斥，形成均匀的分散体系，导致微藻的采收过程能耗和成本较高，据估算，微藻采收的成本可占其总生产成本的20-30％，当前，仍未有一种低能、高效、经济的采收工艺。为解决微藻采收困难的问题，研究人员开发、优化了多种不同的微藻采收工艺，包括离心、过滤、絮凝、气浮、磁性介质分离等，但是仍然存在不同的问题，使得微藻的采收成本居高不下。另外，研究人员通过藻种改良有效提高了微藻的采收效率，如CN201910000963.4公开了一种将可诱导表达絮凝基因转入微藻中，获得了转基因自絮凝微藻，实现了微藻的自絮凝采收。但该工艺应用范围比较受限，且外源基因的转入也会限制其商业化应用。

培养过程中各种环境因素，如pH、光照、温度等，对微藻的生理特性具有显著影响，因此，如果能够通过对微藻培养过程的相关条件进行控制，使得微藻细胞更易采收，对于降低微藻分离采收过程的成本具有重要意义。

发明内容

针对微藻分离采收困难、现有工艺应用范围窄等问题，本发明的目的是提供一种通过高温促进微藻细胞采收的工艺。

一种通过高温促进微藻细胞采收的工艺方法，包括以下步骤：

(1)微藻的接种：在微藻培养装置中加入基础培养基，灭菌冷却后，接种微藻；

(2)微藻高温处理：在适宜的光照强度培养条件下，控制相应的培养温度，进行培养；

培养方式为恒温培养或变温培养，恒温培养的温度为依据微藻生长的温度范围选择较高的生长温度，所述较高的生长温度为35～45℃；变温培养包括第一阶段、第二阶段，在第一阶段使温度控制在微藻生长的最适温度20～35℃，第二阶段控制在35～45℃；

(3)微藻的采收：待细胞生长至稳定期后，进行采收。

进一步的，步骤(1)中，所述微藻培养装置可采用各种规格的摇瓶、气升式反应器、机械搅拌式反应器、柱式反应器或跑道池反应器。

进一步的，步骤(1)中，所述基础培养基可采用BBM培养基、Chu 13培养基、BG 11培养基、CT培养基、SE培养基或Endo培养基。

作为优选的方案，所述基础培养基中额外添加碳源，所述碳源为葡萄糖、果糖或半乳糖，添加量为0～50g/L。

进一步的，步骤(1)中，所述微藻为小球藻、栅藻、衣藻或微拟球藻。

作为优选的方案，恒温培养，培养至稳定期；变温培养，第一阶段培养至对数生长期后期，第二阶段培养1-4天。

作为优选的方案，步骤(2)中，所述光照强度为0～300μmol/m²/s。