利用鸡粪降解液异养培养微藻的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用鸡粪降解液异养培养微藻的方法，首先鸡粪降解，取鸡粪稀释液在40rpm～60rpm的转速下降解得到低氮降解液，另取鸡粪稀释液在240rpm～260rpm的转速下降解得到高氮降解液；然后将摇床上培养后得到的微藻液接种到培养罐中，微藻异养培养180～220h后完成微藻的异养培养；其中异养培养过程中，前期向培养体系添加高氮降解液，后期向培养体系添加低氮降解液。在整个微藻培养过程中，向培养液中直接加入鸡粪高、低氮降解液即可，无需另外加入氮源，因而整个过程效率高、节省能源和成本。

【技术实现步骤摘要】
利用鸡粪降解液异养培养微藻的方法
本专利技术涉及一种微藻的培养方法，具体涉及一种利用鸡粪降解液异养培养微藻的方法。
技术介绍
世界原油产量持续减少，预计到2018年将下降至75亿桶/年，仅相当于1950年原油产量。生物柴油是指由植物油、动物脂肪以及微生物胞内油脂与短链醇，经酯交换反应得到的有机脂肪酸酯类物质，作为可再生替代能源，环境友好性和可再生性使其具有很强的竞争力。微藻具有生长周期短、速度快等特点，因而通过微藻培养合成生物油脂进而制备生物柴油是最有效途径之一。微藻能够利用自然界中的光能和无机碳源进行光合培养，但是光合培养存在着生长速度慢、最终生物量低、生长周期长的缺点。另外，微藻在不需要光照的条件下能够利用有机物作为碳源和氮源进行异养培养，异养培养具有生长速度快、最终生物量高的优点，能够缩短周期。微藻生物柴油生产的最终目的是用最低的成本获得最大的脂质生产。与光合培养相比，异养培养微藻主要考虑的是碳和氮来源的成本。例如中国专利文献CN102746992A（申请号201210244511.9）公开了一种利用污泥水解液异养培养小球藻的方法，先取生活污水处理厂的剩余污泥，浓缩后超声处理；将超声处理后的污泥在转速为180r/min，温度为35℃的条件下，进行厌氧水解2至3天；向得到的污泥水解液中加入微量元素和其他营养元素，高压蒸汽灭菌后得培养液；将培养液冷却至室温后，将小球藻接种至培养液中，置于振荡培养箱中培养150h～180h，完成小球藻的培养。但是污泥降解液的含氮量不高，而且降解液中含有大量重金属，抑制微藻生长。家禽粪便(PM)富含营养盐，特别是氮，其容量可通过组合达到55.7g/L。此外，除了丰富的氮、钾、磷外，微量元素如镁、钙、铁、铜、锌等也存于PM降解液中。因此PM是一种有价值的主要营养素的来源，如果营养盐能被高效率的吸收，那么对于微藻培养，PM绝对是一个可开发的有效资源。鸡粪(CM)作为一种典型的PM，富含有机氮、磷等元素。中国专利文献CN103756908（申请号201410014303.9）公开了一种微藻有机培养液的配制方法，将从养鸡场运输的鸡粪，放置在操场上，在温度为20℃～28℃的条件下曝晒8天，然后用筛子除去鸡粪中的石、沙、羽毛；将曝晒干燥后的鸡粪与100℃的废水按照1∶10的比例混合，并充分搅拌；将搅拌后得到的溶液浸泡3h，浸泡过程中对其进行充分搅拌；浸泡后得到的培养液通过24目的筛网过滤，滤网上方的溶质与其他进行浸泡的鸡粪混合使用，得到的溶液为小球藻培养液的原液；将过滤得到的培养液原液进行稀释，得到小球藻培养液；将10%～20%的小球藻藻种与80%～90%小球藻培养液混合，进行小球藻培养。鸡粪中的碳、氮等营养元素均以有机物的形式存在，上述对鸡粪的处理方法不能将有机氮分解为无机氮如氨态氮和硝态氮从而被微藻所吸收，因而鸡粪的营养物质利用率较低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种利用鸡粪降解液异养培养微藻从而促进微藻合成生物油脂的方法。实现本专利技术目的的技术方案是一种利用鸡粪降解液异养培养微藻的方法，包括以下步骤：①鸡粪降解；取养鸡场的新鲜鸡粪，用蒸馏水稀释、搅匀得到鸡粪稀释液。取鸡粪稀释液转移入三角瓶中，在三角瓶的瓶口用纱布封住瓶口，然后将三角瓶分别转移至摇床中，在40rpm～60rpm的转速下降解4～6天后获得降解后的物料，过滤得到低氮降解液，低氮降解液杀菌后转移至冰箱保存待用。另取鸡粪稀释液转移入三角瓶中，在三角瓶的瓶口用纱布封住瓶口，然后将三角瓶分别转移至摇床中，在240rpm～260rpm的转速下降解4～6天后获得降解后的物料，过滤得到高氮降解液，高氮降解液杀菌后转移至冰箱保存待用。②微藻异养培养；先对微藻种子进行摇床培养，在三角瓶中装入微藻培养液，从保贮斜面上取微藻细胞接种到三角瓶中的对应微藻的培养液中，然后将三角瓶放在摇床上，设置转速140～160转/分钟，培养温度28℃～32℃，培养65～75h。然后将摇床上培养后得到的微藻液以8%～12%(v/v)接种量接种到培养罐中，培养罐中已加入对应微藻的培养液,微藻异养培养180～220h后完成微藻的异养培养；其中异养培养过程中，在异养培养开始至第100～120小时内，以14～16mL/L/Day向培养体系添加步骤①准备的高氮降解液，然后从第100～120小时直至培养期结束，以14～16mL/L/Day向培养体系添加步骤①准备的低氮降解液。上述步骤①的低氮降解液的总氮、硝氮、氨氮含量分别为0.50～0.8g/L、130～260mg/L、300～360mg/L；高氮降解液的总氮、硝氮、氨氮含量分别为1.05～1.5g/L、780～910mg/L、70～120mg/L。上述步骤②微藻异养培养时，培养体系的pH控制在5.0～7.0，温度28～32℃，通气速率0.8～1.2vvm，搅拌转速180～220rpm。作为优选的，培养体系的pH调节剂为硫酸或NaOH水溶液。作为优选的，步骤①得到的低氮降解液在115℃～121℃下杀菌15～25分钟，转移至冰箱3℃～6℃下保存待用；步骤①得到的高氮降解液在115℃～121℃下杀菌15～25分钟，转移至冰箱3℃～6℃下保存待用。本专利技术具有积极的效果：（1）本专利技术在利用鸡粪降解液异养培养微藻时，首先在不同条件下对鸡粪进行降解，获得含氮量高的降解液和含氮量低的降解液；然后将微藻种子接种到其对应的培养液中后，在培养期前段即前100～120h向培养体系中添加高氮降解液，此阶段微藻细胞增长迅速；在培养期的后段向培养体系中添加低氮降解液，此时的培养体系利于微藻油脂合成；培养结束后微藻藻体量较高，并且培养得到的微藻的油脂含量高。（2）由于本专利技术的鸡粪降解液中除了丰富的氮、钾、磷外，还含有微量元素如镁、钙、铁、铜、锌等，在整个微藻培养过程中，向培养液中直接加入鸡粪高、低氮降解液即可，无需另外加入氮源，因而整个过程效率高、节省能源和成本。（3）本专利技术培养微藻的方法工艺简单、经济、环保，符合循环经济发展的需要，具有良好的工业应用前景。具体实施方式（实施例1）本实施例异养培养的微藻是小球藻(Chlorellaprotothecoides)，购买自中国科学院典型培养物保藏委员会淡水藻种库，保藏编号为FACHB-3。本实施例的利用鸡粪降解液异养培养微藻的方法包括以下步骤：①鸡粪降解。首选对鸡粪降解的条件进行筛选。取养鸡场的新鲜鸡粪300mL，该鸡粪的含水率为70%～75%，向其中加入同体积即300mL的蒸馏水稀释，搅匀后的鸡粪稀释液分别装入6个三角瓶中，每个三角瓶中所装的稀释后的鸡粪体积为30mL～50mL，本实施例中每瓶所装物料的体积为30mL。在每个三角瓶的瓶口用纱布封住瓶口，然后将各个三角瓶分别转移至摇床中，分别在50rpm、100rpm、150rpm、200rpm、250rpm、及300rpm的转速下降解4～6天（本实施例中为5天）后获得6份降解后的物料，过滤得到6份降解液，每份降解液在121℃下杀菌20分钟，转移至冰箱4℃下保存。分别测定上述6份降解液中氨氮(NH4-N)、硝氮(NO3-N)和总氮(TN)含量，选择其中总氮含量最高的降解液和总氮含量最低的降解液作为本实施例微藻培养使用的降解液。检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用鸡粪降解液异养培养微藻的方法，其特征在于包括以下步骤：①鸡粪降解；取养鸡场的新鲜鸡粪，用蒸馏水稀释、搅匀得到鸡粪稀释液；取鸡粪稀释液转移入三角瓶中，在三角瓶的瓶口用纱布封住瓶口，然后将三角瓶分别转移至摇床中，在40rpm～60rpm的转速下降解4～6天后获得降解后的物料，过滤得到低氮降解液，低氮降解液杀菌后转移至冰箱保存待用；另取鸡粪稀释液转移入三角瓶中，在三角瓶的瓶口用纱布封住瓶口，然后将三角瓶分别转移至摇床中，在240rpm～260rpm的转速下降解4～6天后获得降解后的物料，过滤得到高氮降解液，高氮降解液杀菌后转移至冰箱保存待用；②微藻异养培养；先对微藻种子进行摇床培养，在三角瓶中装入微藻培养液，从保贮斜面上取微藻细胞接种到三角瓶中的对应微藻的培养液中，然后将三角瓶放在摇床上，设置转速140～160转/分钟，培养温度28℃～32℃，培养65～75 h；然后将摇床上培养后得到的微藻液以8%～12%(v/v)接种量接种到培养罐中，培养罐中已加入对应微藻的培养液,微藻异养培养180～220h后完成微藻的异养培养；其中异养培养过程中，在异养培养开始至第100～120小时内，以14～16 mL/L/Day向培养体系添加步骤①准备的高氮降解液，然后从第100～120小时直至培养期结束，以14～16 mL/L/Day向培养体系添加步骤①准备的低氮降解液。...

【技术特征摘要】
1.一种利用鸡粪降解液异养培养微藻的方法，其特征在于包括以下步骤：①鸡粪降解；取养鸡场的新鲜鸡粪，用蒸馏水稀释、搅匀得到鸡粪稀释液；取鸡粪稀释液转移入三角瓶中，在三角瓶的瓶口用纱布封住瓶口，然后将三角瓶转移至摇床中，在40转/分钟～60转/分钟的转速下降解4～6天后获得降解后的物料，过滤得到低氮降解液，低氮降解液的总氮、硝氮、氨氮含量分别为0.50～0.8g/L、130～260mg/L、300～360mg/L，低氮降解液杀菌后转移至冰箱保存待用；另取鸡粪稀释液转移入三角瓶中，在三角瓶的瓶口用纱布封住瓶口，然后将三角瓶转移至摇床中，在240转/分钟～260转/分钟的转速下降解4～6天后获得降解后的物料，过滤得到高氮降解液，高氮降解液的总氮、硝氮、氨氮含量分别为1.05～1.5g/L、780～910mg/L、70～120mg/L，高氮降解液杀菌后转移至冰箱保存待用；②微藻异养培养；先对微藻种子进行摇床培养，在三角瓶中装入微藻培养液，从保贮斜面上取微藻细胞接种到三角瓶中的对应微藻的培养液中，然后将三角瓶放在摇床上，设置转速140～160转/分钟，培养温度28℃～32℃，培养65...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁国斌，汪斌，刘维平，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32