【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物技术的工业化，具体涉及一种用于甲藻高效生产高价值天然产物的培养基及其培养方法和装置。
技术介绍
1、赤潮甲藻是一类含有多种色素并能进行光合作用的藻类，除此之外还含有丰富的多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fattyacids，pufas)。赤潮甲藻含有丰富的多甲藻黄素(peridinin)，其在结构上类似于岩藻黄质，有抗炎、抗氧化和抗肿瘤活性，具有潜在的药用价值。有研究表明多甲藻黄素可以通过抑制嗜酸细胞活化趋化因子来抑制小鼠耳垂和外周血中的嗜酸性粒细胞，从而达到抑制过敏性炎症的效果(peridinin from the marinesymbiotic dinoflagellate,symbiodinium sp.,regulates eosinophilia in mice[j].marine drugs,2014,12(4).pp 1773-1787)。此外，有研究发现多甲藻黄素对hela细胞具有较强的抗增殖作用，具有抗肿瘤活性(isolation and characterization ofdinochrome a and b,anti-carcinogenic active carotenoids from the fresh waterred tide peridinium bipes[j].chemical and pharmaceutical bulletin,2002,50(12).pp 1630-1633)。多甲藻黄素大量存在于赤潮甲藻中，因此利用赤潮甲藻来生产多甲藻黄素是一种高
2、除此之外，赤潮甲藻还含有epa(二十碳五烯酸)和dha(二十二碳六烯酸)为代表的ω-3pufas。经过多年的医学研究已经证实epa和dha具有促进脑细胞发育、激发脑神经纤维延伸、增加脑容量、提升大脑敏锐度和改善视力等方面的功效。作为epa和dha的传统来源，鱼类面临许多相关挑战，过度开发严重破坏了海洋生态系统，这表明需要替代来源。而甲藻可以自然产生ω-3脂肪酸，不会争夺肥沃的土地或淡水资源(淡水藻)，此外，利用赤潮甲藻还可以变废为宝，利用二氧化碳高效且低碳地生产epa和dha。
3、现有的甲藻培育方式存在以下问题：捕捞效率低，产量低，生长缓慢，培养周期较长，细胞密度较低等。
4、目前培育甲藻通常采用f/2培养基，即便有所改良，细胞密度最高达到3×106cells/ml，很难再进一步且生长周期缓慢。此外，自养培养甲藻生产多甲藻黄素、epa和dha，微藻在不同细胞密度和不同生长阶段对光照的需求不同，太弱无法满足生长需求，而太强又会抑制微藻的生长，并且甲藻的细胞体积较大，又不耐受剪切力，现有的光生物反应器无法达到最好的产率。
技术实现思路
1、鉴于上述缺陷，本专利技术提供一种用于甲藻高效生产高价值天然产物的培养基及其培养方法和装置，实现高效低碳的生产高价值天然产物。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种藻类光合培养装置，包括培养主体，所述培养主体的上部开设有进液口和出气口，顶端中部开设有进气口，底端开设有藻液出口；
3、所述培养主体的中部设有光源装置，所述光源装置包括竖直的且上下开口的圆筒形保护套，以及若干个均匀分布于所述保护套外侧且可单独控制的光源；所述培养主体内设有进气管，所述进气管的底端经所述进气口插入至所述培养主体内并穿过所述保护套至所述培养主体的底部，且所述进气管的底端连接有空气分布器。
4、本专利技术进一步设置为，所述培养主体包括柱式培养主体和可拆卸地设于所述柱式培养主体底部的锥形收集器，所述光源装置和空气分布器设于所述柱式培养主体内，所述藻液出口开设于所述锥形收集器的底端。为便于观察藻类的沉降，所述锥形收集器优选采用透明的玻璃材质。
5、本专利技术进一步设置为，所述柱式培养主体外侧壁套设有恒温保护套，所述柱式培养主体的外侧壁和恒温保护套之间设有恒温夹层，所述恒温夹层的底部和顶部分别开设有恒温水进口和恒温水出口。优选地，所述柱式培养主体的壁材质采用热的良导体(金属)，同时外密布管道，管道内流通有恒温水，以控制培养温度的恒定。
6、本专利技术进一步设置为，所述培养主体上安装有水溶co2传感器、ph传感器和温度传感器，用于监控所述藻类光合培养装置内的培养环境；所述柱式培养主体上部还开设有取样口，所述取样口内安装有取样管，便于取样判定藻生长过程中的细胞密度。
7、本专利技术进一步设置为，所述空气分布器上均匀分布有若干个通气孔，所述通气孔的直径为1-5mm；以获得细小且致密的气泡，减小剪切力的同时提升二氧化碳的利用率。
8、本专利技术进一步设置为，所述进气管底部安装有防止藻液倒流的单向阀。
9、本专利技术进一步设置为，所述柱式培养主体的上部和下部内安装有若干个高压水枪，以方便所述柱式培养主体的清洗；优选地，所述高压水枪的枪头呈贴合柱式培养主体内侧壁的长条弧状，以实现更大面积地清洗罐壁而不误碰到各检测传感器和取样管等。
10、本专利技术进一步设置为，所述进气管外侧端靠近所述进气口处安装有空气过滤器，以滤去空气中存在的细菌。
11、本专利技术进一步设置为，所述柱式培养主体底部设有观察窗口，以观察藻的生长状态或在收集藻液时观察藻的沉降状态。
12、本专利技术提供一种利用甲藻高效生产高价值天然产物的方法，使用上述藻类光合培养装置进行甲藻的培养，所述天然产物包括多甲藻黄素、epa和dha。
13、本专利技术进一步设置为，所述甲藻为赤潮甲藻，包括强壮前沟藻、虫黄藻、亚历山大藻、东海原甲藻、极地甲藻、新月梨甲藻、多边舌甲藻、原角藻、异帽藻、裸甲藻、薄甲藻。
14、本专利技术进一步设置为，所述的利用甲藻高效生产高价值天然产物的方法具体包括如下步骤：
15、s1：将甲藻接种至改良esm培养基中，光照培养至对数生长期，得到甲藻种子液；s2：将步骤s1中收集的甲藻种子液接种至含有虾壳粉浸提液和/或鱼骨粉浸提液的改良esm培养基进行培养，以提高甲藻的细胞密度和高价值天然产物的含量。
16、步骤s1中，使用上述藻类光合培养装置进行培养，将甲藻接种至改良的esm培养基中，光照培养至对数生长期(一般8天)，得到甲藻的种子液；步骤s2中，将从所述光合培养装置底部收集的甲藻种子液接种至含有虾壳粉和/或鱼骨粉浸提液的改良esm培养基进行培养，同样使用上述藻类光合培养装置进行培养。
17、本专利技术进一步设置为，步骤s1中，所述改良esm培养基包括以下组分：nano30.12g/l；k2hpo4 5mg/l；fe-edta 0.259mg/l；mn-edta 0.332mg/l；三羟甲基氨基甲烷1mg/l；vitamin b12 1μg/l；biotin 1μg/l；vitamin b1 0.1mg/l；使用天然海水配制，调节ph为8.0。
18、本专利技术进一步设置为，步骤s2中，含有虾壳粉和/或鱼骨粉浸提液本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种藻类光合培养装置，其特征在于，包括培养主体，所述培养主体的上部开设有进液口和出气口，顶端中部开设有进气口，底端开设有藻液出口；
2.根据权利要求1所述的一种藻类光合培养装置，其特征在于，所述培养主体包括柱式培养主体和可拆卸地设于所述柱式培养主体底部的锥形收集器，所述光源装置和气体分布器设于所述柱式培养主体内，所述藻液出口开设于所述锥形收集器的底端；
3.一种利用甲藻高效生产高价值天然产物的方法，其特征在于，使用上述权利要求1或2所述藻类光合培养装置进行甲藻的培养，所述天然产物包括多甲藻黄素、EPA和DHA。
4.根据权利要求3所述的一种利用甲藻高效生产高价值天然产物的方法，其特征在于，所述甲藻为赤潮甲藻，包括强壮前沟藻、虫黄藻、亚历山大藻、东海原甲藻、极地甲藻、新月梨甲藻、多边舌甲藻、原角藻、异帽藻、裸甲藻、薄甲藻。
5.根据权利要求3所述的一种利用甲藻高效生产高价值天然产物的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种利用甲藻高效生产高价值天然产物的方法，其特征在于，步骤S2中，控制所述藻
7.根据权利要求6所述的一种利用甲藻高效生产高价值天然产物的方法，其特征在于，光照强度分布为上部70-90μmol/m2/s，中部90-110μmol/m2/s，下部50-70μmol/m2/s。
8.根据权利要求5所述的一种利用甲藻高效生产高价值天然产物的方法，其特征在于，使用所述藻类光合培养装置在进行甲藻采收时，关闭其余光源，只保留最底部的光源。
9.根据权利要求5所述的一种利用甲藻高效生产高价值天然产物的方法，其特征在于，步骤S2中，将甲藻种子液接种至所述藻类光合培养装置内进行培养时，采用间隔通气，通气5～15s，间隔2～7s。
10.一种用于甲藻高效生产高价值天然产物的培养基，其特征在于，所述培养基为添加有虾壳粉浸提液和/或鱼骨粉浸提液的改良ESM培养基。
...【技术特征摘要】
1.一种藻类光合培养装置，其特征在于，包括培养主体，所述培养主体的上部开设有进液口和出气口，顶端中部开设有进气口，底端开设有藻液出口；
2.根据权利要求1所述的一种藻类光合培养装置，其特征在于，所述培养主体包括柱式培养主体和可拆卸地设于所述柱式培养主体底部的锥形收集器，所述光源装置和气体分布器设于所述柱式培养主体内，所述藻液出口开设于所述锥形收集器的底端；
3.一种利用甲藻高效生产高价值天然产物的方法，其特征在于，使用上述权利要求1或2所述藻类光合培养装置进行甲藻的培养，所述天然产物包括多甲藻黄素、epa和dha。
4.根据权利要求3所述的一种利用甲藻高效生产高价值天然产物的方法，其特征在于，所述甲藻为赤潮甲藻，包括强壮前沟藻、虫黄藻、亚历山大藻、东海原甲藻、极地甲藻、新月梨甲藻、多边舌甲藻、原角藻、异帽藻、裸甲藻、薄甲藻。
5.根据权利要求3所述的一种利用甲藻高效生产高价值天然产物的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
6.根据权利...
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