一种利用扫描电子显微镜鉴定螺旋藻藻丝沥水性能的方法技术

本发明专利技术涉及螺旋藻生产技术，旨在提供一种利用扫描电子显微镜鉴定螺旋藻藻丝沥水性能的方法。包括：从培植池中取钝顶螺旋藻的藻液，用毛细吸管显微分离法挑取长度≥300μm的藻丝单体，培养成藻丝群体；对所得藻丝群体取样，并利用扫描电子显微镜观察；如果藻丝之间无乳白状的粘连物，表明被鉴定藻丝具有良好沥水性能；如果藻丝之间具有乳白状的粘连物，则表明被鉴定藻丝沥水性能差。本发明专利技术基于扫描电子显微镜技术鉴别螺旋藻藻丝沥水性优劣，与传统方法相比，不仅简便、高效，而且成本低，并适合高通量筛检。

A Scanning Electron Microscope Method for Determining the Leachability of Spirulina Filaments

【技术实现步骤摘要】
一种利用扫描电子显微镜鉴定螺旋藻藻丝沥水性能的方法
本专利技术属于螺旋藻生产技术，特别涉及一种利用扫描电子显微镜鉴定螺旋藻藻丝沥水性能的方法。
技术介绍
螺旋藻(Spirulina)，是一种光合放氧、呈规则螺旋的原核丝状微藻，系蓝藻门(Cyanophyta)、颤藻目(Oscillatoriales)、颤藻科(Oscillatoriaceae)的一个属[武汉植物学研究,1997,15(4):369-374]。因富含优质蛋白和多种生物活性物质而受到国内外的极大关注，并已在大量研究的基础上形成了庞大的螺旋藻产业，成为目前全球研究开发规模最大，应用前景最广泛的经济微藻。目前国内外螺旋藻粉生产，普遍采用循环式跑道池培养，再用孔径约50μm的滤网过滤采收与清洗藻体，并沥至自然不滴水时，将藻泥喷雾干燥制得干粉。这一工艺虽成熟且已基本实现自动化，但因螺旋藻在培植过程中会因温度、光照、培养液成分等变化，藻丝会发生源于DNA突变的变短、变小、变直、沥水性能变差等多种变异，进而严重影响螺旋藻的采收与干燥[JournalofPhycology,2005,41(3):622–628]。目前，绝大多数螺旋藻基地藻体采收后沥至自然不滴水时，藻泥的含水量仍高达95％以上，即100kg藻泥干燥所得藻粉不足5kg，干燥1kg藻粉至少需消耗6元的燃油或天然气。如此高的干燥能耗，不仅极大限制了螺旋藻粉作为优质饲料蛋白源在畜禽和水产养殖等需求量更大领域的大规模应用，而且一些生产基地为降低干燥成本而擅自燃烧煤炭甚至柴薪，严重破坏生态、污染环境。为此，国内外近20多年来，一直试图利用连续离心、减压抽滤、吸附交换等脱水工艺，降低螺旋藻藻泥的持水量，但因藻体的沥水性能差、藻细胞的抗机械作用力性能低等原因，而均未能奏效。同时，国内外至今仍沿用“随机分离藻丝单体→培养成藻丝群体→室内转接培养→室外扩大培养→沥水性能检测→用于生产培植”，这一筛选高沥水性能螺旋藻藻丝的传统方法，工序繁琐、耗时长、成功率低，在实际生产应用中收效甚微。因此，有必要建立简便、高效、高通量鉴定螺旋藻藻丝沥水性能的方法，以满足当前国内外螺旋藻产业不断发展的实际需要。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种利用扫描电子显微镜鉴定螺旋藻藻丝沥水性能的方法。为解决技术问题，本专利技术的解决方案是：提供一种利用扫描电子显微镜鉴定螺旋藻藻丝沥水性能的方法，包括：(1)从培植池中取钝顶螺旋藻的藻液，用毛细吸管显微分离法挑取长度≥300μm的藻丝单体，培养成藻丝群体；(2)对步骤(1)中所得藻丝群体取样，并利用扫描电子显微镜观察；如果藻丝之间无乳白状的粘连物，表明被鉴定藻丝具有良好沥水性能；如果藻丝之间具有乳白状的粘连物，则表明被鉴定藻丝沥水性能差。本专利技术中，所述步骤(1)中的培养条件为：以40W日光灯为光源，培养液面的光照强度为54μmolphotons·m-2·d-1；按光照12h和黑暗12h交替的方式控制光照条件，光照时温度28℃、黑暗时温度20℃。本专利技术中，该方法具体包括：(1.1)从规模化生产的培植池中取5mL螺旋藻藻液，用毛细吸管显微分离法挑取长度≥300μm的藻丝单体5条，分别置于编号且盛有1.0mLZarrouk培养液的2.0mLEppendorf管中培养25d，培植成藻丝群体；(1.2)从步骤(1.1)的每只Eppendorf管中各吸取0.1mL藻液，分别转入编号且盛有1.0mLZarrouk培养液的2.0mLEppendorf管中继续培养；每只Eppendorf管中剩余0.9mL藻液分别用滤纸过滤收集藻体并编号；(1.3)分别将步骤(1.2)过滤收集到的藻体进行扫描电子显微镜的样品制作、观察与分析；若藻丝间无乳白状的粘连物，则为沥水性能好的藻丝，若藻丝间具乳白状的粘连物，则为沥水性能差的藻丝；(1.4)根据步骤(1.3)的鉴定结果，从步骤(1.2)继续培养的藻丝中，挑选出沥水性能好的藻丝的Eppendorf管，其中的藻丝的沥水性能即为好的，用于工厂化培植生产。本专利技术中，所述步骤(1.3)中扫描电镜的样品制作、观察与分析的过程具体包括：用无菌水清洗藻体3次，2.5％戊二醛固定2h，pH7.2的磷酸缓冲液漂洗3次；用50％、70％、80％、90％、95％和100％乙醇逐级脱水，醋酸异戊脂处理2次；用日本产HCP-2型临界点干燥仪干燥并制样，用日本产EikoIB-5型离子溅射仪溅射，用北京分析仪器厂生产的AMRAY/KYKY-1000B扫描电子显微镜观察并摄影。专利技术原理描述：截止目前，有关螺旋藻藻丝沥水性能变差的内在本质原因还不清楚，也尚无彻底抑制其变差的方法。与大多数蓝藻一样，螺旋藻细胞外层具鞘，其厚薄会因品种或品系不同而存有差异；鞘的化学性质至今不甚清楚，但至少有一部分松懈的包裹物，可能是酸性多糖。申请人经多年研究发现，在扫描电子显微镜下，沥水性能好的藻丝的外鞘不如沥水性能差的藻丝的那么明显，且藻丝间无乳白状的粘连物，因而藻丝的表面粘性更小、沥水性能更好。本专利技术正是基于这一发现，建立螺旋藻藻丝沥水性能优劣的鉴定方法。与现有技术相比，本专利技术的显著优点：本专利技术基于扫描电子显微镜技术鉴别螺旋藻藻丝沥水性优劣，与传统方法相比，不仅简便、高效，而且成本低，并适合高通量筛检。附图说明图1为从大规模培植池钝顶螺旋藻品系Sp-3藻液中，分离出5条藻丝单体培养成藻丝群体后，所作的扫描电子显微镜图片；其中，1～5为藻丝单体的管号，箭头标示藻丝间隙。图2为从大规模培植池钝顶螺旋藻品系Sp-15藻液中，分离出5条藻丝单体培养成藻丝群体后，所作的扫描电子显微镜图片；其中，1～5为藻丝单体的管号，箭头标示藻丝间隙。具体实施方式下面结合具体实施例子，对本专利技术的技术方案进行详细说明。1、选用样本材料：为公知的2株广泛应用于大规模生产培植的钝顶螺旋藻品系Sp-3和Sp-15，在申请人下属的浙江大学原子核农业科学研究所也有保存。申请人保证，在专利有效期内可按需要向社会公众提供样本。2、试剂和仪器：过滤用滤纸由杭州沃华滤纸有限公司生产；化学试剂均为国产分析纯；观察和测定藻丝形态用日本Olympus公司带DP-73的BX-53型光学显微镜；扫描电子显微观察与摄影用北京分析仪器厂生产的AMRAY/KYKY-1000B扫描电子显微镜。3、鉴定螺旋藻藻丝沥水性能的方法如下：(1)从规模化生产的培植池中取钝顶螺旋藻品系Sp-3的藻液5mL，用毛细吸管显微分离法(参见浙江农业学报,1998,10(5):275–277)挑取长度≥300μm的藻丝单体5条，分别置于盛有1.0mLZarrouk培养液的2.0mLEppendorf管中培养，并编上管号；(2)以40W日光灯为光源，将步骤(1)中的藻丝单体置于光照强度54μmolphotons·m-2·d-1；按光照12h和黑暗12h交替的方式控制光照条件，光照时温度28℃、黑暗时温度20℃。至25d时，长成藻丝群体；(3)从步骤(2)的每只Eppendorf管中各吸取0.1mL藻液，分别转入编号且盛有1.0mLZarrouk培养液的2.0mLEppendorf管中继续培养；每只Eppendorf管中剩余0.9mL藻液分别用滤纸过滤收集藻体并编号；(4)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用扫描电子显微镜鉴定螺旋藻藻丝沥水性能的方法，其特征在于，包括：(1)从培植池取钝顶螺旋藻的藻液，用毛细吸管显微分离法挑取长度≥300μm的藻丝单体，培养成藻丝群体；(2)对步骤(1)中所得藻丝群体取样，并利用扫描电子显微镜观察；如果藻丝之间无乳白状的粘连物，表明被鉴定藻丝具有良好沥水性能；如果藻丝之间具有乳白状的粘连物，则表明被鉴定藻丝沥水性能差。

【技术特征摘要】
1.一种利用扫描电子显微镜鉴定螺旋藻藻丝沥水性能的方法，其特征在于，包括：(1)从培植池取钝顶螺旋藻的藻液，用毛细吸管显微分离法挑取长度≥300μm的藻丝单体，培养成藻丝群体；(2)对步骤(1)中所得藻丝群体取样，并利用扫描电子显微镜观察；如果藻丝之间无乳白状的粘连物，表明被鉴定藻丝具有良好沥水性能；如果藻丝之间具有乳白状的粘连物，则表明被鉴定藻丝沥水性能差。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的培养条件为：以40W日光灯为光源，培养液面的光照强度为54μmolphotons·m-2·d-1；按光照12h和黑暗12h交替的方式控制光照条件，光照时温度28℃、黑暗时温度20℃。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法具体包括：(1.1)从规模化生产的培植池中取5mL螺旋藻藻液，用毛细吸管显微分离法挑取长度≥300μm的藻丝单体5条，分别置于编号且盛有1.0mLZarrouk培养液的2.0mLEppendorf管中培养25d，培植成藻丝群体；(1.2)从步骤(1.1)的每只Eppendorf管中各吸取0.1mL藻液，...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪志平，汪凡越，李晨晨，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33