一种微藻混合培养制备油脂的方法技术

本发明专利技术公开了一种微藻混合培养制备油脂的方法，包括如下内容：（1）将微藻培养基与斜生栅藻FSH-Y2种子液加入到光生物反应器中，调节培养体系的pH值为10～12，通入气体中CO2的含量控制在5v%以下，培养2～5天；（2）调节培养体系的pH值为8～10，接入纤维藻SS-B7种子液进行混合培养，通入气体中CO2含量为5v%～45v%；（3）培养至生长稳定期结束，收获微藻细胞；所述斜生栅藻（Scenedesmus obliqnus）FSH-Y2和纤维藻（Ankistrodesmus sp.）SS-B7，分别于2012年9月11日和2013年4月15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”，保藏编号分别为CGMCC No. 6551和CGMCC No.7478。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，能够进行生物柴油的生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物技术和生物能源领域，具体涉及一种能够耐受高浓度CO2并在碱性环境下微藻混合培养制备油脂的方法。
技术介绍
由于化石能源的日趋减少和使用化石能源造成温室效应的增加，越来越多的科研工作者把目光集中到可再生能源的开发和利用上。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。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，有效减少有害气体排放，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。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。CN20120154470.4公开了一株富油海洋微藻微拟球藻(Nannochloropsisgaditana)藻株及其应用，该藻株可在pH=4.5的环境下正常生长，其油脂含量可达35%。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。这些专利都未涉及藻种对二氧化碳的耐受性。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。上述专利要么不能高效利用CO2生产油脂，要么获得的生物质中油脂含量不够高。特别是在实际应用中，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。刘平怀等（有机碳源对单针藻细胞生长、油脂积累和光合作用的影响，生物工程,2012,33(18):224-246）介绍了利用有机碳源培养单针藻的一种生产方式，培养结束虽然生物量超过了10g/L，但该种方式为单针藻异养培养方式，培养过程中利用葡萄糖等有机碳源来实现细胞生长，这种培养方式没有利用CO2等无机碳源经济，而且有机碳源的加入，在培养过程易产生染菌问题，影响藻细胞的生长。
技术实现思路
针对现有藻种不能满足耐受和吸收高浓度CO2，固定CO2效率低的问题，本专利技术提供了一种能够耐受高浓度CO2并在碱性环境下微藻混合培养制备油脂的方法。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，能够进行生物柴油的生产。本专利技术微藻混合培养制备油脂的方法，包括如下内容：（1）将微藻培养基与斜生栅藻FSH-Y2种子液加入到光生物反应器中，调节培养体系的pH值为10～12，通入气体中CO2的含量控制在5v%以下，培养2～5天；（2）调节培养体系的pH值为8～10，接入纤维藻SS-B7种子液进行混合培养，通入气体中CO2含量为5v%～45v%，；（3）培养至生长稳定期结束，收获微藻细胞；所述的斜生栅藻（Scenedesmusobliqnus）FSH-Y2和纤维藻（Ankistrodesmussp.）SS-B7，分别于2012年9月11日和2013年4月15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”，保藏编号分别为CGMCCNo.6551和CGMCCNo.7478。本专利技术所述FSH-Y2藻株在显微镜下藻细胞呈纺锤形，丛生，有细胞壁膜包裹，颜色为深绿色；单个藻细胞直径约为6～10μm。该藻株在高pH值下能够更好的吸收利用二氧化碳，快速生长繁殖。本专利技术所述纤维藻SS-B7藻株是一种淡水绿藻，在显微镜下藻细胞为绿色，镰形或弓形、丛生、弯曲，自中央向两端渐尖细，末端尖，长大约5～6μm，中央宽约2μm。该藻株能够耐受高浓度的CO2和NOx，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。本专利技术中，微藻培养基采用本领域人员熟知的BG11、SE、BBM等培养微藻的液体培养基。斜生栅藻FSH-Y2种子液的制备如下：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斜生栅藻FSH-Y2种子液与培养基的体积比1:10～1:5，通入气体为二氧化碳和氮气，其中CO2的含量控制在3v%～5v%。本专利技术中，纤维藻SS-B7种子液的制备如下：将培养基的pH调节为7～9，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；纤维藻SS-B7种子液与培养基的体积比为1:20～1:10。混合培养的培养温度为20～30℃，光照周期为24h，光暗时间比为14:10，光照强度为2000～10000Lux。通入气体优选使用含CO2的废气或烟气，其中CO2含量为10v%～45v%，NOx含量为100×10-6～500×10-6（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、本专利技术采用两步法接入不同的微藻种子液进行混合培养，反应初期接入耐受高pH的斜生栅藻FSH-Y2藻株在碱性条件下生长，可以抑制微藻培养初期杂菌和病虫害的生长，使微藻处于生长优势；同时高pH培养有利于通入高浓度二氧化碳的溶解，使二氧化碳更容易被微藻吸收利用，有助于提高二氧化碳的固定效率；2、在利用二氧化碳和光照获得生物质的培养过程中，微藻混合培养并非是微藻单独培养的简单组合，这两种藻种互相配合，比单一藻种具有更高的的固碳效率和获取更多的生物质和油脂含量；3、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，缓解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本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微藻混合培养制备油脂的方法，其特征在于包括如下内容：（1）将微藻培养基与斜生栅藻FSH‑Y2种子液加入到光生物反应器中，调节培养体系的pH值为10～12，通入气体中CO2的含量控制在5v%以下，培养2～5天；（2）调节培养体系的pH值为8～10，接入纤维藻SS‑B7种子液进行混合培养，通入气体中CO2含量为5v%～45v%；（3）培养至生长稳定期结束，收获微藻细胞；所述斜生栅藻（Scenedesmus obliqnus）FSH‑Y2和纤维藻（Ankistrodesmus sp.）SS‑B7，分别于2012年9月11日和2013年4月15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”，保藏编号分别为CGMCC No. 6551和CGMCC No. 7478。

【技术特征摘要】
1.一种微藻混合培养制备油脂的方法，其特征在于包括如下内容：（1）将微藻培养基与斜生栅藻FSH-Y2种子液加入到光生物反应器中，调节培养体系的pH值为10～12，通入气体中CO2的含量控制在5v%以下，培养2～5天；（2）调节培养体系的pH值为8～10，接入纤维藻SS-B7种子液进行混合培养，通入气体中CO2含量为5v%～45v%；（3）培养至生长稳定期结束，收获微藻细胞；所述斜生栅藻（Scenedesmusobliqnus）FSH-Y2和纤维藻（Ankistrodesmussp.）SS-B7，分别于2012年9月11日和2013年4月15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”，保藏编号分别为CGMCCNo.6551和CGMCCNo.7478。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述FSH-Y2藻株在显微镜下藻细胞呈纺锤形，丛生，有细胞壁膜包裹，颜色为深绿色；单个藻细胞直径约为6～10μm。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）斜生栅藻FSH-Y2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。
4.按照权利要求1或3所述的方法，其特征在于：步骤（1）光生物反应器中加入的...

【专利技术属性】
技术研发人员：师文静，廖莎，姚新武，樊亚超，孙启梅，王领民，高大成，李晓姝，
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抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11