用于提取多糖的海藻的培养方法技术

本发明专利技术提供用于提取多糖的海藻的培养方法，包括对藻细胞进行富磷培养和磷饥饿培养两个阶段；磷饥饿培养阶段，先采用摇瓶培养24‑36h，然后将藻细胞转入培养池中继续培养；该培养池中接种轮虫培养液，轮虫培养液按藻类培养液的3‑5%接种；且培养期间，采用人工光源对培养池进行间歇光照，光强采用，每天光照3‑5h，每次光照间隔30min一次。本发明专利技术利用磷肥厂废水养殖藻类，既能低成本处理磷肥厂废水，同时变废为宝，化害为利，综合利用效益高；利用该方法培养所得藻类细胞多糖含量高。

Culture methods of algae for extracting polysaccharides

The present invention provides a method for culturing algae for extracting polysaccharides, including two stages of phosphorus-rich culture and phosphorus starvation culture of algae cells; in the phosphorus starvation culture stage, the algae cells are first cultured in shaking flasks for 24 to 36 hours, then transferred into a culture pond for further cultivation; rotifer culture medium is inoculated in the culture pond, and rotifer culture medium is inoculated in accordance with 3 to 5% of the algae culture medium; and during the culture period, the rotifer culture medium Artificial light source was used to illuminate the culture pond intermittently. The light intensity was used to illuminate the culture pond for 3 to 5 hours every day, with an interval of 30 minutes each time. The present invention utilizes wastewater of phosphate fertilizer plant to breed algae, which can not only treat wastewater of phosphate fertilizer plant at low cost, but also turn waste into treasure, turn harm into benefit, and have high comprehensive utilization benefit; the algae cell polysaccharide content obtained by this method is high.

【技术实现步骤摘要】
用于提取多糖的海藻的培养方法
本专利技术属于藻类植物养殖领域，具体涉及用于提取多糖的海藻的培养方法。
技术介绍
近年来磷肥工业的迅速发展所造成的污染日趋严重，已引起人们的广泛关注。资料显示，每生产1吨钙镁磷肥要排放40吨废水。磷肥生产过程中排出的废水含氟浓度高达120mg/L。氟是一种对人体及动物体和环境有害的元素，科研人员调查显示，磷肥厂工人、家属和周围300米以内居民的氟斑牙检出率为8.4％，儿童、少年更高，为36％，氟污染还会引起骨密度增加和骨小梁增粗、网格增大、结构模糊等为症状的氟骨症，对人体血液和神经也有不良影响。过磷酸钙是最常用的磷肥，原料为磷灰土或磷灰石和62-70％硫酸，生产反应过程如下：溶解磷灰土的过程中放出有害气体氟化氢和四氟化硅，在密封的冷凝装置内用水洗涤，可分解成为无毒的硅酸及硅氟酸。从这个过程排出的废水无色透明，呈弱酸性。过磷酸钙的生产往往同氟硅酸钠的生产合在一起，因此用水淋洗废气并回收氟硅酸钠，就成为废水处理的方法。氟硅酸钠经过滤、水洗、干化可成为一种有价值的副产品。废水如需进一步处理，则可通过石灰石滤床过滤，或者用石灰石粉或石灰乳液中和，中和后的废水经过沉淀排出，沉淀物中主要含氯化钠和钙。该法处理废水投资大，如中小型磷肥厂的污水处理设备投资达10万元以上，而且年运转费还需9万多元，占地面积大，操作麻烦，处理效果受天气、温度及生产工艺影响较大，工艺复杂，石灰中和后的废渣堆放问题也难以解决，容易造成二次污染。更有甚者，不少磷肥厂将未经处理的废水通过明沟或暗道直接排入河道或城市下水道，对环境和人体健康造成严重影响，还会引起水体富营养化等次生污染。为了解决目前技术的不足，本专利技术提供一种利用磷肥厂废水养殖藻类的方法，既能低成本处理磷肥厂废水，又能获得有重要饵料价值的生物产品，变废为宝，化害为利，综合利用效益好，可大幅度减少废水处理设备投资及运转费用，一举多得，是磷肥厂废水处理的最佳选择。现有公开号为CN105695349A的中国专利技术专利，公开了一种磷饥饿培养提高酵母细胞胞内海藻糖的培养方法，属于微生物发酵领域。该方法以糖蜜为碳源，在初始培养基培养酵母细胞，增加细胞生物量，当酵母细胞达到一定生物量后，转移到无磷培养基中或者按照一定比例流加碳源、氮源，但不加磷源，进行磷饥饿培养，以此在增加细胞生物量180克/升以上的同时，大幅提高酵母细胞内海藻糖的积累量，积累量可达13％以上。该方法工艺简单、操作容易、生产周期短、生产成本低，酵母海藻糖含量高可提高其制备活性干酵母的耐储存特性。然而，该专利技术只是对培养基组分进行优化，并没有提出具体的有利于提高海藻糖含量的培养方式或操作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供用于提取多糖的海藻的培养方法，利用磷肥厂废水养殖藻类，既能低成本处理磷肥厂废水，同时变废为宝，化害为利，综合利用效益高；利用该方法培养所得藻类细胞多糖含量高。本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为：在培养初期，通过合适的碳源、氮源、磷源和无机盐组成的培养基培养藻种，促进其生长，从而促进其细胞生物量的合成；磷源采用磷肥厂废水，既能低成本处理磷肥厂废水，同时变废为宝；当藻种细胞达到一定的生物量后，将其转移至无磷培养基中继续培养，此时主要是稳定藻细胞内生物量的积累，同时保持其正常生长。用于提取多糖的海藻的培养方法，包括以下步骤：富磷培养：培养初期，培养基中各组分的重量份为：磷肥厂废水100-120份，镁盐0.5-0.8份，钾盐0.5-1.2份，硝酸盐1.5-3.5份，碳酸氢盐1-3份；其中，镁盐、钾盐、硝酸盐和碳酸氢盐均为常规的含Mg2+、K+、NO3-和HCO3-的无机盐；并使得Mg2+浓度为5-12mg/L，K+浓度为520-680mg/L，NO3-浓度为450-900mg/L，HCO3-浓度为5-13mg/L；这些碳源、氮源、磷源和无机盐都是藻类生长所必需的物质，其中，Mg2+能促进多糖合成酶活化；K+维持和调整藻细胞内外正常的渗透压，同时促进其他营养物质的运输；氮源是蛋白质合成的主要原料；HCO3-提供生长必要的碳源，同时也提供碱性的生存条件；磷酸盐中磷作为构成多糖的结构单元，必不可少；参与光合作用：光合磷酸化作用必须有磷参加，光合产物的运输也离不开磷；培养初期，通过补充藻类生长必需的元素，促进藻细胞正常代谢并合成多糖等生物物质，为多糖等生物量的积累提供良好的基础；磷饥饿培养：培养后期，对藻细胞进行磷饥饿培养，培养基中各组分的重量份为：含糖量5-8％的甜菜糖蜜80-100份，镁盐0.4-0.6份，钾盐0.5-1.0份，硝酸盐2-5份；当藻细胞生物量达到一定程度，利用主要含碳源的培养基使藻类快速生长，并对合成的糖类等物质进行稳定积累，应该避免其富营养生长；多糖提取：收获藻类培养物并干燥以产生干培养物；将其研磨以使藻类细胞壁破裂；萃取干培养物以产生含有藻类多糖的萃取液，并对萃取液进行分离纯化得到藻类多糖萃取液。作为优选，对培养藻类用的磷肥厂废水做以下预处理：首先将磷肥厂废水静置沉降0.5-2h，过滤除去漂浮物、泥沙、树叶、塑料袋等体积较大的固形物，然后将污水引入水泥池中曝晒0.1-1天后，在水中加入生石灰，5-8h后再加入明矾，然后搅拌污水，经自然沉淀、发酵、曝光36-48h，撇去水面泡沫等漂浮物，勿搅动池底，取中上层的污水，装入不透光的黑色塑料桶中，密封，0-5℃冰箱或冷库保存，备用；其中，生石灰的加入量为每升水0.5-2g，明矾的加入量为每升水1-2.5g。作为优选，初期培养采用摇瓶培养，培养条件为：按藻种/培养基为50-80ml/250ml接种，25-35℃、150-170r/min培养36-48h，离心，收集藻细胞。作为优选，磷饥饿培养阶段，先采用摇瓶培养培养24-36h，然后将藻细胞转入培养池中继续培养；该培养池为混砖池体，长20米、宽15米、高1.2米，东西走向，以接收更多太阳光照；培养池上方安装一排玻璃，使培养基处于一种半封闭状态，既不阻挡太阳光照射藻液，进行光合作用，又能避免空气中的灰尘、泥沙、树叶、纸屑、原生动物和其它微生物的孢子等进入培养液造成污染；培养期间，保持培养液高度为45cm，培养温度控制在25-30℃，光照强度为3000-12000Lux；在培养池底部安装有小型气泵，使得培养液形成微流动，刺激藻细胞快速生长；每七天对培养液进行更换。作为优选，培养池接种藻细胞之前，将其洗涮干净，并进行紫外灯或高压氮气消毒5-10min，然后加入复方碘消毒液再消毒20-30min。作为优选，复方碘消毒液为含植物提取物1-20g/L与有效碘2-8g/L的混合溶液；复方碘消毒液的制备方法为：将苦参、黄柏、花椒粉碎后采用35-50％乙醇溶液浸泡24-36小时，250-300筛绢过滤，滤液于105-120℃蒸馏提取得植物提取物；将药用碘配置成乳化的膏状物，然后分2-3次加入到植物提取物中，最后一次加入完成后，再加入海藻酸钠和蔗糖脂肪酸酯，搅拌15-20min，直至混合溶液表面均一匀质，得复方碘消毒液，密封于黑色试剂瓶中，贴上标签，置于0-3℃冰箱备用；其中，海藻酸钠和蔗糖脂肪酸酯的加入量分别为每升消毒液中含量为0.05-0.1g和0.2-0.5g；海藻酸钠和蔗糖脂肪酸酯的特殊存在，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于提取多糖的海藻的培养方法，其特征在于：对藻细胞进行富磷培养和磷饥饿培养；所述磷饥饿培养阶段，对藻细胞培养液接种3‑5%的轮虫培养液，并采用人工光源进行间歇光照，光强采用35‑60mol·m‑2·s‑1，每天光照3‑5h，每次光照间隔30min一次。

【技术特征摘要】
1.用于提取多糖的海藻的培养方法，其特征在于：对藻细胞进行富磷培养和磷饥饿培养；所述磷饥饿培养阶段，对藻细胞培养液接种3-5%的轮虫培养液，并采用人工光源进行间歇光照，光强采用35-60mol·m-2·s-1，每天光照3-5h，每次光照间隔30min一次。2.根据权利要求1所述的用于提取多糖的海藻的培养方法，其特征在于：所述富磷培养阶段，培养基中各组分的重量份为：磷肥厂废水100-120份，镁盐0.5-0.8份，钾盐0.5-1.2份，硝酸盐1.5-3.5份，碳酸氢盐1-3份；所述镁盐、钾盐、硝酸盐和碳酸氢盐均为常规的含Mg2+、K+、NO3-和HCO3-的无机盐；并使得Mg2+浓度为5-12mg/L，K+浓度为520-680mg/L，NO3-浓度为450-900mg/L，HCO3-浓度为5-13mg/L。3.根据权利要求2所述的用于提取多糖的海藻的培养方法，其特征在于：对磷肥厂废水做以下预处理：首先将磷肥厂废水静置沉降0.5-2h，过滤除去漂浮物、泥沙、树叶、塑料袋等体积较大的固形物，然后将污水引入水泥池中曝晒0.1-1天后，在水中加入生石灰，5-8h后再加入明矾，然后搅拌污水，经自然沉淀、发酵、曝光36-48h，撇去水面泡沫等漂浮物，勿搅动池底，取中上层的污水，装入不透光的黑色塑料桶中，密封，0-5℃冰箱或冷库保存，备用；其中，生石灰的加入量为每升水0.5-2g，明矾的加入量为每升水1-2.5g。4.根据权利要求1所述的用于提取多糖的海藻的培养方法，其特征在于：所述富磷培养阶段，采用摇瓶培养，培养条件为：按藻种/培养基为50-80ml/250ml接种，25-35℃、150-170r/min培养36-48h，离心，收集藻细胞。5.根据权利要求1所述的用于提取多糖的海藻的培养方法，其特征在于：所述磷饥饿培养阶段，培养基中各组分的重量份为：含糖量5-8%的甜菜糖蜜80-100份，镁盐0.4-0.6份，钾盐0.5-1.0份，硝酸盐2-5份。6.根据权利要求1所述的用于提取多糖的海藻的培...

【专利技术属性】
技术研发人员：王斌，张建设，夏立萍，
申请(专利权)人：浙江海洋大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33