專利名稱：一種快速促進生長的高脂小球藻培養液及其制備方法
技術領域：
本發明屬于生物技術領域，具體涉及一種快速促進生長的高脂小球藻培養液及其 制備方法。
背景技術：
小球藻(Chlorella)為綠藻門小球藻屬普生性單細胞綠藻，是一種球形單細胞淡水藻 類，直徑3 8微米，是地球上最早的生命之一，出現在20多億年前，基因始終沒有變化， 是一種高效的光合植物，以光合自養生長繁殖，分布極廣。它是一種最低等、最古老的植物， 它繁殖快，含油率高，是生物燃料的重要來源。小球藻含豐富的蛋白質、脂質、多糖、食用纖 維、維生素、微量元素和活性代謝產物，具有防治消化性潰瘍、抗腫瘤、增強免疫、抗輻射、抗 病原微生物、防治貧血、降血脂和抗動脈粥樣硬化等保健和藥理作用，可供人們安全食用。 小球藻是目前已發現的最接近人類需要的天然均衡的營養食品。由于含有豐富的蛋白質、 藻多糖、胡蘿卜素、Y-亞麻酸等營養物質外，還富含有排除腸、腎、肺和血液中有害物 質的葉綠素，特別是含有促生長因子(CGF)，可以明顯延緩衰老，活化人體細胞，修復受損基 因。據稱，在日本，小球藻系列產品已連續20年在所有保健品銷售中名列第一。小球藻在不同培養條件下可以產生10% 30%細胞干重的脂類，可以用于轉化 為脂肪酸甲脂即生產生物柴油。另外，小球藻具備降解有機污染物，高效吸附重金屬和吸收 氮磷等功能，在生物能源和環境保護領域具有重要的應用開發前景，是一種極其重要的微 藻資源。通常使用SE培養基(SE Medium)和Pr培養基(Pr Medium)，也可以使用BG-11培 養基(BG-11 Medium)培養。小球藻自養培養主要指利用光能將無機碳轉化為碳水化合物的 過程，光照可以采用太陽光或人工光源，無機碳源豐要包括碳酸鹽或C02。小球藻最適培養 溫度25 V 35°C，最適pH6. 5 7. 5，最適光照強度2000 5000lux，除此之外，還需要在 培養基中提供氮源、磷源、鎂和鐵及微量元素等。目前，小球藻自養培養的技術已經成熟，但 存在的問題是在小球藻細胞增加到一定濃度后阻擋光線進入培養物，因此限制了小球藻的 光合作用，導致培養的小球藻生物量低。1953年，Lewin首先發現了一些藻類能利用有機物 作為唯一的碳源和能源進行異養生長，從而引起了單胞藻類培養的一次重要革命。近年來 特別是通過異養發酵培養技術的研究與探索，大幅度提高了小球藻的生長速度，使小球藻 異養培養的上產業化生產成為可能。Endo和Shirota榆測了小球藻利用包括糖、有機酸和 醇類等60多種有機碳源的能力，結果表明，葡萄糖、乙酸和乙醇等可作為唯一碳源支持小 球藻的生長。異養培養小球藻細胞分裂很快，使更多能量用于呼吸代謝，限制了細胞物質的 合成，導致其蛋白和色素含量下降。但與自養相比，異養培養小球藻的脂肪含量明顯增加， 有利于提取其中的脂類轉化生物柴油。Barbier發現某些生長素可提高小球藻蛋白含量，其 機制是藻細胞核中的生長素受體與添加的外源生長素結合，形成“生長素——受體”復合物識別基因的啟動了，使小球藻表達蛋白含量的能力提高。李師翁發現，乙酸鈉和萘乙酸使小 球藻內蛋白質含量由對照的43. 4%提高到46. 9%和52. 5%，另外，碳酸濃度的增加也有助 于提高小球藻葉綠素含量。嚴美姣報道白光對小球藻的生長有促進作用，而紅光和藍光可 以提高小球藻葉綠素含量。Sansawa等對小球藻進行異養同步培養，使藻細胞內的蛋白和葉 綠素含量是非同步培養的2 3倍，說明通過異養培養的控制同樣可以獲得高品質的小球 藻。
隨著地球主要不可再生資源石油的日益枯竭，對人類的生存和可持續發展構成了嚴重 威脅。因此利用微細藻類固定CO2產生的脂類轉化生物柴油，就達到高效減排產能的目的。 繆曉玲發現通過異養培養小球藻的脂類含量達細胞干重的55%，是自養培養藻脂類含量 14%的4倍，異養藻細胞轉化的生物油熱值高達41MJ / kg，分別是木材生物油和自養藻生 物油的2倍和1. 4倍。由于異養培養小球藻所需的碳源是與人類糧食資源發生競爭的葡萄 糖，因此首先采用異養培養獲得超高細胞濃度小球藻，然后轉變為白養培養方式固定C02， 一方面可以緩解CO2減排的壓力，另一方面可以獲得大量小球藻細胞用于提取其中脂類轉 化生物柴油。除此之外，微藻可以直接降解有機污染物、高效吸附重金屬和吸收氮磷，為廢 水的資源化處理提供一種新的思路。

發明內容
針對現有技術中存在的上述問題，本發明的目的在于設計提供一種快速促進生長 的高脂小球藻培養液及其制備方法的技術方案，其生產成本低，操作方便，促進小球藻脂類 含量效果好，培養得到藻類純度高。所述的一種快速促進生長的高脂小球藻培養液，其特征在于含有重量百分含量 的以下物質竹醋液1_8%、主要養分4-15%、微量養分0. 2-2. 5%、土壤提取液0-1. 5%、水 78-94%，所述的主要養分為硝酸鈉、磷酸氫二鉀、硝酸鉀、硫酸鎂、氯化鈣、磷酸二氫鉀、氯化 鈉中的一種或一種以上混合物，所述的微量養分為氯化鐵、硼酸、硫酸銅、硫酸錳、硫酸鋅、 鉬酸銨中的一種或一種以上混合物。所述的一種快速促進生長的高脂小球藻培養液，其特征在于所述竹醋液的含量為 2-7%，優選為 3-5%。所述的一種快速促進生長的高脂小球藻培養液，其特征在于所述主要養分的含量 為6-12%，優選為7-10%。所述的一種快速促進生長的高脂小球藻培養液，其特征在于所述微量養分的含量 為 0. 5-2. 0%，優選為 0. 8-1. 5%O所述的一種快速促進生長的高脂小球藻培養液，其特征在于所述土壤提取液的含 量為 0. 2-1. 0%,優選 0. 4-0. 8%O所述的一種快速促進生長的高脂小球藻培養液，其特征在于所述水的含量為 82-90%，優選 85-88%。所述一種快速促進生長的高脂小球藻培養液的制備方法，其特征在于包括以下步 驟
1)取未施過肥的土壤500g置于容器中，加入蒸餾水IOOOml，瓶口用透氣塞封口，在水 浴中沸水加熱2-4小時，然后冷卻4-6小時，在無菌條件下三成紗布過濾，取上清液，再將滅過菌的蒸餾水加入上清液中至總體積1000ml，即為土壤提取液，3-6°C保存備用；
2)在反應釜中投入竹醋液1_8%，主要養分4-15%，微量養分0. 2-2. 5%，土壤提取液 0-1. 5%，水78-94%，攪拌均勻即成最終產品。所述的竹醋液是竹材加工剩余物經高溫熱解得到的副產物，可從市場上直接購得。上述一種快速促進生長的高脂小球藻培養液，通過添加竹醋液作增效成分，大大 提高了藻類固定CO2產生的脂類含量，其制備方法簡單，生產成本低，操作方便，促進小球藻 脂類含量效果好，在同等情況下，培養得到藻類純度很高，大幅度降低了對小球藻大規模開 發利用的培養成本。本申請文件中涉及的百分含量，除另有說明外，均為重量百分含量。
具體實施例方式現結合本發明的實施例和培養試驗，進一步說明本發明的有益效果。實施例1
向1000L攪拌釜內投入30kg竹醋液，再加入15kg硝酸鈉、20kg硝酸鉀、15kg磷酸二氫 鉀和15kg氯化鈉，然后加入Ikg氯化鐵、Ikg硼酸、Ikg硫酸銅、Ikg硫酸錳、0. 5kg硫酸鋅和 0. 5kg鉬酸銨，攪拌均勻，再加入900kg水，攪拌至所有物質溶解，即成最終產品。實施例2
向1000L攪拌釜內投入50kg竹醋液，再加入25kg硝酸鉀、25kg硫酸鎂、25kg氯化鈣和 25kg氯化鈉，然后加入IOkg氯化鐵、5kg硼酸和5kg硫酸銅，攪拌均勻，加入IOkg 土壤提取 液，再加入820kg水，攪拌至所有物質溶解，即成最終產品。實施例3
向1000L攪拌釜內投入38kg竹醋液，再加入17kg硝酸鈉、17kg磷酸氫二鉀、17kg氯化 鈣、17kg磷酸二氫鉀和17kg氯化鈉，然后加入2kg硫酸銅、2kg硫酸錳、2kg硫酸鋅和2kg鉬 酸銨，攪拌均勻，加入2kg 土壤提取液，再加入867kg水，攪拌至所有物質溶解，即成最終產
P
BFI ο實施例4
向1000L攪拌釜內投入35kg竹醋液，再加入16kg磷酸氫二鉀、16kg硝酸鉀、16kg硫 酸鎂、16kg氯化鈣和16kg磷酸二氫鉀，然后加入5kg氯化鐵、5kg硫酸銅、2. 5kg硫酸錳和 2. 5kg鉬酸銨，攪拌均勻，加入4kg 土壤提取液，再加入866kg水，攪拌至所有物質溶解，即成 最終廣品。實施例5
向1000L攪拌釜內投入40kg竹醋液，再加入5kg硝酸鈉、IOkg磷酸氫二鉀、30kg硝酸 鉀和30kg硫酸鎂，然后加入2. 5kg硼酸、2. 5kg硫酸銅、2. 5kg硫酸錳和2. 5kg硫酸鋅，攪拌 均勻，加入Ikg 土壤提取液，再加入874kg水，攪拌至所有物質溶解，即成最終產品。實施例6
向1000L攪拌釜內投入48kg竹醋液，再加入IOkg硝酸鈉、IOkg磷酸氫二鉀、IOkg硝酸 鉀、IOkg硫酸鎂、IOkg氯化鈣、IOkg磷酸二氫鉀和IOkg氯化鈉，然后加入3kg氯化鐵、3kg 硼酸、3kg硫酸銅、3kg硫酸錳、3kg硫酸鋅和3kg鉬酸銨，攪拌均勻，加入8kg 土壤提取液，再加入856kg水，攪拌至所有物質溶解，即成最終產品。以下通過試驗說明培養液的促進生長效果，試驗結果見表1。表1 實施例1-6對小球藻生物量(0D680nm)的影響
CK是指除與實施例培養基中沒有竹醋液外，其余成分均相同，即CKl的培養基沒有竹 醋液而實施例1有竹醋液，其余成分和含量均相同，CK2與實施例2，CK3與實施例3，CK4與 實施例4，CK5與實施例5，CK6與實施例6，同樣理解。從上表1可見，含有竹醋液的培養基 具有明顯促進小球藻生長的作用。
權利要求
1.一種快速促進生長的高脂小球藻培養液，其特征在于含有重量百分含量的以下物 質竹醋液1-8%、主要養分4-15%、微量養分0. 2-2. 5%、土壤提取液0-1. 5%、水78_94%，所述 的主要養分為硝酸鈉、磷酸氫二鉀、硝酸鉀、硫酸鎂、氯化鈣、磷酸二氫鉀、氯化鈉中的一種 或一種以上混合物，所述的微量養分為氯化鐵、硼酸、硫酸銅、硫酸錳、硫酸鋅、鉬酸銨中的 一種或一種以上混合物。
2.如權利要求1所述的一種快速促進生長的高脂小球藻培養液，其特征在于所述竹醋 液的含量為2-7%，優選為3-5%。
3.如權利要求1所述的一種快速促進生長的高脂小球藻培養液，其特征在于所述主要 養分的含量為6-12%，優選為7-10%。
4.如權利要求1所述的一種快速促進生長的高脂小球藻培養液，其特征在于所述微量 養分的含量為0. 5-2. 0%，優選為0. 8-1. 5%。
5.如權利要求1所述的一種快速促進生長的高脂小球藻培養液，其特征在于所述土壤 提取液的含量為0. 2-1. 0%，優選0. 4-0. 8%。
6.如權利要求1所述的一種快速促進生長的高脂小球藻培養液，其特征在于所述水的 含量為82-90%，優選85-88%。
7.如權利1所述一種快速促進生長的高脂小球藻培養液的制備方法，其特征在于包括 以下步驟1)取未施過肥的土壤500g置于容器中，加入蒸餾水IOOOml，瓶口用透氣塞封口，在水 浴中沸水加熱2-4小時，然后冷卻4-6小時，在無菌條件下三成紗布過濾，取上清液，再將滅 過菌的蒸餾水加入上清液中至總體積1000ml，即為土壤提取液，3-6°C保存備用；2)在反應釜中投入竹醋液1_8%，主要養分4-15%，微量養分0.2-2. 5%，土壤提取液 0-1. 5%，水78-94%，攪拌均勻即成最終產品。
全文摘要
一種快速促進生長的高脂小球藻培養液及其制備方法，屬于生物技術領域。含有竹醋液1-8%、主要養分4-15%、微量養分0.2-2.5%、土壤提取液0-1.5%、水78-94%，所述的主要養分為硝酸鈉、磷酸氫二鉀、硝酸鉀、硫酸鎂、氯化鈣、磷酸二氫鉀、氯化鈉中的一種或一種以上混合物，所述的微量養分為氯化鐵、硼酸、硫酸銅、硫酸錳、硫酸鋅、鉬酸銨中的一種或一種以上混合物。該培養液通過添加竹醋液作增效成分，大大提高了藻類固定CO2產生的脂類含量，其制備方法簡單，生產成本低，操作方便，促進小球藻脂類含量效果好，在同等情況下，培養得到藻類純度很高，大幅度降低了對小球藻大規模開發利用的培養成本。
文檔編號C12N1/12GK102093957SQ20101059330
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月17日 優先權日2010年12月17日
發明者夏國華, 張啟香, 童森淼, 胡君艷, 鄭炳松, 閆道良, 陳國娟, 黃堅欽, 黃有軍 申請人:浙江農林大學