一种混合培养制备微藻油脂的方法技术

本发明专利技术涉及一种混合培养制备微藻油脂的方法，在光生物反应器中加入微藻培养基和混合微藻种子液，维持培养体系pH为8～12，优选为9～11，并通入体积含量为5v%～45v%的CO2，优选为10v%～30v%；其中混合微藻包括小球藻（Chlorella sp.）SF‑B1，同时包括凯氏拟小球藻（Parachlorella kessleri）FSH‑Y3或/和斜生栅藻（Scenedesmus obliqnus）FSH‑Y2。本发明专利技术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，有利于进行生物柴油的生产。

【技术实现步骤摘要】
一种混合培养制备微藻油脂的方法
本专利技术属于生物技术和生物能源领域，具体涉及一种混合培养制备微藻油脂的方法。
技术介绍
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。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。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，可以有效减少有害气体排放。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。CN20111019480.X公开了一株微藻藻株（Mychonasessp.）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。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。CN102229889A公开了一株小球藻藻株Chlorellasp.MRA-1，MRA-1的生长可适应多种培养基、温度、氮源浓度、CO2浓度条件，在低氮条件下的油脂含量和产率高，其应用领域包括CO2的固定，废水的净化，油脂、蛋白质、色素、淀粉、多糖、核酸等生物质的生产。但是在实际应用中，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，如果通入的化石燃料废气中含有高浓度的NOx等气体也会抑制微藻生长和降低固碳效率。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种混合培养制备微藻油脂的方法。本专利技术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，有利于进行生物柴油的生产。本专利技术混合培养制备微藻油脂的方法，包括如下内容：在光生物反应器中加入微藻培养基和混合微藻种子液，维持培养体系pH为8～12，优选为9～11，并通入体积含量为5v%～45v%的CO2，优选为10v%～30v%；其中混合微藻包括小球藻（Chlorellasp.）SF-B1，同时包括凯氏拟小球藻（Parachlorellakessleri）FSH-Y3或/和斜生栅藻（Scenedesmusobliqnus）FSH-Y2。其中小球藻（Chlorellasp.）SF-B1已经于2015年7月6日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCCNo.11005，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所。本专利技术中，小球藻SF-B1在显微镜下藻细胞为绿色，单细胞藻，单生，细胞形状为球形和椭圆形，内有色素体，直径为5-6μm。小球藻SF-B1能够耐受的CO2浓度可达40v%，能够耐受的NOx的浓度可达700×10-6（v/v），可以利用含CO2和NOx的废气或烟气进行光照自养生长获取富含油脂的生物质，固碳效率高，耐受能力强。本专利技术中，所述的斜生栅藻（Scenedesmusobliqnus）FSH-Y2已经于2012年9月11日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物保藏中心，保藏编号为CGMCCNo.6551，在CN104611227A中已公开，并提交了保藏及存活证明。本专利技术中，所述的凯氏拟小球藻（Parachlorellakessleri）FSH-Y3已经于2014年5月26日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCCNo.9238，在CN106467896A中已公开，并提交了保藏及存活证明。本专利技术中，微藻培养基采用本领域技术人员熟知的BG11、SE、BBM等培养微藻的液体培养基。本专利技术中，小球藻SF-B1种子液的制备方法如下：将培养基pH调节为7～9，在温度10～30℃，光照周期24h，光暗时间比14:10，光照强度2000～20000Lux，振荡培养至对数生长期。反应器中加入的小球藻SF-B1种子液与微藻培养基的体积比为1:20～1:5。本专利技术中，凯氏拟小球藻FSH-Y3、斜生栅藻FSH-Y2的种子液的制备方法如下：将培养基的pH调节为10～12，在温度为20～30℃，光照周期为24h，光暗时间比为14:10，光照强度为2000～10000Lux，振荡培养至对数生长期。光生物反应器中加入的凯氏拟小球藻FSH-Y3或/和斜生栅藻FSH-Y2种子液与微藻培养基的体积比1:20～1:5。当同时含两种微藻时，凯氏拟小球藻FSH-Y3和斜生栅藻FSH-Y2种子液的体积比为5:1-1:5。本专利技术中，混合培养的温度为10～30℃，光照周期为24h，光暗时间比为14:10，光照强度为2000～20000Lux。通入气体优选使用含CO2的废气或烟气，其中CO2含量为5v%～45v%，NOx含量不高于800×10-6（v/v）。混合培养至生长稳定期结束，通过离心、沉降等方式收获微藻细胞，测定细胞干重和油脂含量，细胞干重可达到12g/L以上，油脂含量可达到细胞干重的45%以上。与现有技术相比，本专利技术可以带来以下有益效果：（1）本专利技术将小球藻SF-B1与凯氏拟小球藻FSH-Y3或/和斜生栅藻FSH-Y2混合培养，提高了微藻培养体系对高浓度CO2的耐受性和固碳效率，微藻油脂的收获量明显提高。（2）本专利技术在高pH环境下进行微藻的培养，能够增加培养体系中CO2的溶解度，有助于微藻对CO2的吸收利用，提高了固碳效率。（3）本专利技术在高pH、低温环境下培养微藻，可以有效抑制微藻生长过程中杂菌的生长，有助于提高微藻油脂收率。（4）本专利技术的混合培养体系能够耐受高浓度的CO2和NOx，可以利用废气中的CO2进行自养生长，固定CO2，净化烟气，缓解了目前工业社会带来的温室效应和废气污染问题。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术作进一步详细说明。实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。本专利技术中，wt%为质量分数，v%为体积分数，v/v为体积比。以下实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为本领域常规方法。下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合培养制备微藻油脂的方法，其特征在于包括如下内容：在光生物反应器中加入微藻培养基和混合微藻种子液，维持培养体系pH为8～12，并通入体积含量为5v%～45v%的CO2；其中混合微藻包括小球藻（Chlorella sp.）SF‑B1，同时包括凯氏拟小球藻（Parachlorella kessleri）FSH‑Y3或/和斜生栅藻（Scenedesmus obliqnus）FSH‑Y2；其中小球藻（Chlorella sp.）SF‑B1已经于2015年7月6日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No. 11005。

【技术特征摘要】
1.一种混合培养制备微藻油脂的方法，其特征在于包括如下内容：在光生物反应器中加入微藻培养基和混合微藻种子液，维持培养体系pH为8～12，并通入体积含量为5v%～45v%的CO2；其中混合微藻包括小球藻（Chlorellasp.）SF-B1，同时包括凯氏拟小球藻（Parachlorellakessleri）FSH-Y3或/和斜生栅藻（Scenedesmusobliqnus）FSH-Y2；其中小球藻（Chlorellasp.）SF-B1已经于2015年7月6日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCCNo.11005。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在光生物反应器中，维持培养体系pH为9～11，并通入体积含量为10v%～30v%的CO2。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：小球藻SF-B1在显微镜下藻细胞为绿色，单细胞藻，单生，细胞形状为球形和椭圆形，内有色素体，直径为5-6μm。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：微藻培养基采用BG11、SE或BBM培养微藻的液体培养基。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：小球藻SF-B1种子液的制备方法如下：将培养基pH调节为7～9，在温度10～30℃，光照周期2...

【专利技术属性】
技术研发人员：师文静，王鹏翔，李晓姝，孙启梅，张霖，樊亚超，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11