【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微藻多糖制备，具体涉及一种紫球藻胞外多糖的生产工艺。
技术介绍
1、紫球藻属于原红藻纲 (bangiophyceae)、紫球藻目 (porophyridiales)、紫球藻科 (porophyridiaceae)、紫球藻属 ( porphyridium)，是一种原始的单细胞红藻，在海水、淡水以及潮湿的土壤中均有发现，细胞呈球形，细胞内有星形叶绿体。紫球藻可以合成多种生物活性物质，如胞外多糖、藻红蛋白和长链多不饱和脂肪酸，国内外许多学者围绕紫球藻的分类、培养优化、多糖结构与活性评价开展了大量研究，结果表明：紫球藻是当前最具开发潜力的微藻之一。
2、紫球藻胞外多糖一种由葡萄糖、半乳糖、木糖、糖醛酸等组成的多聚物，溶于水，糖苷键类型为β类型，它在支链或链末端有大量的半乳糖存在，葡萄糖和木糖在主链或靠近主链区域有特定分布，连接方式主要有1→3糖苷键，同时存在少量的1→2糖苷键、1→4糖苷键和1→6糖苷键，c-6上连接着硫酸酯基。紫球藻胞外多糖分子量巨大，平均分子量约为3-5×106da，紫球藻胞外多糖有类似胶体的特征，比卡拉胶的黏度更大，具有热逆性，在温度为20-50℃、ph 1-12的环境下具有较好的稳定性。紫球藻胞外多糖带有大量的硫酸根和糖醛酸基团，因此表现出优秀的抗病毒、抗肿瘤、降血脂、降血糖、保湿、抗衰老、抗菌等活性，在食品、化妆品、医药、保健品等领域展现出巨大的应用前景，目前国内外尚未实现紫球藻胞外多糖的规模化生产。
3、紫球藻胞外多糖难以
4、微藻包埋固定化是将微藻细胞固定在由高分子化合物交联形成的孔隙中的一种技术，微藻生长过程中可以吸收重金属、氮、磷和抗生物等有害物质，因此经常用在废水处理的研究中，例如焦化废水、对虾养殖废水、罗非鱼养殖废水、养猪场废水、鸡场养殖废水等。固定化技术的优势在于：1）包埋固定化后，微藻细胞不易泄露到环境中，避免二次污染；2）将大量藻细胞包埋到较小的空间内，提高了微藻细胞的浓度，提高了处理速率；3）固定化藻球容易回收，可以反复使用，降低使用的综合成本。常用的天然载体有琼脂、海藻酸盐、交叉菜糖、果胶、壳聚糖；常用的合成载体有聚丙烯酰胺、聚氨酯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚砜、环氧树脂等，这些载体在固定效果上有差别，理想的载体应该不影响微藻生长、不遮光、传质性好、稳定性好、价格低廉可量产、对细胞具有稳定的亲和力。
5、藻球表面形成的微小孔隙不能使藻细胞通过，但允许一些小分子化合物通过，实现藻球内外的物质交换，从而保证藻细胞正常生长，而紫球藻胞外多糖具有较高的分子量，前期我们也尝试利用常规的包埋技术处理紫球藻，包埋后的紫球藻可以正常分裂生长，但通过测定发现，培养液中仅有少量的胞外多糖，并且随着培养时间的延长，藻球结构发生破坏，推测由于紫球藻分泌的胞外多糖不能从藻球中释放到培养液中，从而将藻球涨破。
6、除了包埋剂本身的固有特性外，固定化过程中的一些参数也会影响藻球的性能，如较高浓度的海藻酸钠和氯化钙可以提高藻球的机械强度，但会降低藻球的传质性能；体积较大藻球内部的藻细胞遮光效应明显，影响藻细胞的光合效率，“小藻球”具有较高的比表面积，但需要只做更多数量才可以达到效果，因此总体制作成本会高于“大藻球”。
7、紫球藻胞外多糖是一种细胞次生代谢物，微藻分泌胞外多糖是为了抵御不良侵害，包括防止细胞脱水、稳定渗透压和减少有害物质吸收等，同时它也是细胞消耗过量能量和碳源的一种方式，因此影响紫球藻生长和光合作用的因素，都可以影响胞外多糖的合成。arad等 (1988) 报道硝酸盐更有利于紫球藻胞外多糖的合成；you等 (2004) 报道合适的蓝光和红光组合可以显著提高紫球藻胞外多糖的产量；刘洪艳等 (2008) 报道在盐度20-50‰的范围内，提高盐度有利于胞外多糖的合成，而当盐度超过60‰，胞外多糖产量降低；rebollose等 (1999) 报道高光照有利于胞外多糖的合成。
8、目前没有利用固定化技术培养紫球藻生产胞外多糖的专利。
技术实现思路
1、为了解决“紫球藻胞外多糖产量低”和“紫球藻胞外多糖难以与紫球藻细胞分离”的问题，本专利技术的目的是提出一种利用固定化技术培养紫球藻生产胞外多糖的方法，可以实现紫球藻胞外多糖的连续生产，提高紫球藻胞外多糖的产量，简化紫球藻胞外多糖的分离程序。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种紫球藻胞外多糖的生产工艺，先将紫球藻细胞进行诱导处理，使其进入高产多糖的状态，随后利用海藻酸钠（添加经处理的海带渣作为辅助包埋剂）进行固定化处理得到藻球，将藻球进行氮源流加培养，使其大量合成胞外多糖并分泌到培养液中，通过过滤的方式，将藻球和含胞外多糖的培养液进行分离，藻球清洗后可以重新投入培养基中，胞外多糖可以通过絮凝的方式进行收获。
4、具体包括以下步骤：
5、（1）特殊状态紫球藻细胞的制备：利用氮源加富的asw培养基培养紫球藻，培养时间为8-16天，随后离心，收获藻细胞，并转移至低盐度氮源加富的asw培养基中诱导处理，随后离心，收获藻细胞，即特殊状态紫球藻细胞；
6、（2）固定化藻球的制备：往海藻酸钠溶液中加入海带渣粉末，然后加入步骤（1）获得的紫球藻，得到混合液；将混合液慢慢滴入交联剂溶液中，经固定、去离子水清洗后，获得固定化藻球；
7、（3）紫球藻胞外多糖的生产：将固定化藻球置于低盐度氮源加富的asw培养基中，通入含二氧化碳的压缩空气进行鼓气培养，期间补充硝酸钠，培养时间由培养液中的胞外多糖浓度决定；
8、（4）固定化藻球与培养液的分离：通过过滤分离获得含有胞外多糖的培养液和藻球，往培养液中加入乙醇絮凝胞外多糖，将胞外多糖冷冻干燥，获得胞外多糖粉末；
9、（5）藻球的循环使用：将藻球用去离子水清洗，获得干净的藻球，重复步骤3）和步骤4），直至无胞外多糖分泌即停止培养。
10、步骤（1）中，所述氮源加富的asw培养基的配方为：35‰天然海水，nano35.0 g/l，k2hpo4·3h2o 120 mg/l，nahco340 mg/l，edtana2·2本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种紫球藻胞外多糖的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的紫球藻胞外多糖的生产工艺，其特征在于，步骤（1）中，所述氮源加富的ASW培养基的配方为：35‰天然海水，NaNO3 5.0 g/L，K2HPO4·3H2O 120 mg/L，NaHCO3 40 mg/L，EDTANa2·2H2O 4.36 mg/L，FeCl3·6H2O 3.15 mg/L，MnCl2·4H2O 180 µg/L，ZnSO4·7H2O 22 µg/L，Na2MoO4·2H2O 6 µg/L，CoCl2·6H2O 10 µg/L和CuSO4·5H2O 10µg/L。
3.根据权利要求1所述的紫球藻胞外多糖的生产工艺，其特征在于，步骤（1）和（3）中，所述低盐度氮源加富的ASW培养基的配方为：15‰天然海水，NaNO3 5.0 g/L，K2HPO4·3H2O120 mg/L，NaHCO3 40 mg/L，EDTANa2·2H2O 4.36 mg/L，FeCl3·6H2O 3.15 mg/L，MnCl2·4H2O 180 µg/L，ZnSO4·7H2O 22 µ
4.根据权利要求1所述的紫球藻胞外多糖的生产工艺，其特征在于，步骤（1）中，所述诱导处理的时间为6 h。
5.根据权利要求1所述的紫球藻胞外多糖的生产工艺，其特征在于，步骤（2）中，所述海带渣粉末的制备步骤为：将海带渣用质量分数2%的稀硫酸浸泡24小时，过滤、水洗至中性，并80℃烘干。
6.根据权利要求1所述的紫球藻胞外多糖的生产工艺，其特征在于，步骤（2）中，所述海藻酸钠溶液的浓度为质量分数2%，所述海带渣粉末是按质量分数0.1%的比例加入；所述交联剂溶液为质量分数4%氯化钙溶液。
7.根据权利要求1所述的紫球藻胞外多糖的生产工艺，其特征在于，步骤（2）中，所述固定是在4℃固定2 h。
8.根据权利要求1所述的紫球藻胞外多糖的生产工艺，其特征在于，步骤（3）中，所述二氧化碳在压缩空气中的体积分数为1%；所述期间补充硝酸钠是每隔5天补充0.2 g/L的硝酸钠。
9.根据权利要求1所述的紫球藻胞外多糖的生产工艺，其特征在于，步骤（4）中，所述培养液与乙醇的体积比为1:4。
...【技术特征摘要】
1.一种紫球藻胞外多糖的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的紫球藻胞外多糖的生产工艺，其特征在于，步骤（1）中，所述氮源加富的asw培养基的配方为：35‰天然海水，nano3 5.0 g/l，k2hpo4·3h2o 120 mg/l，nahco3 40 mg/l，edtana2·2h2o 4.36 mg/l，fecl3·6h2o 3.15 mg/l，mncl2·4h2o 180 µg/l，znso4·7h2o 22 µg/l，na2moo4·2h2o 6 µg/l，cocl2·6h2o 10 µg/l和cuso4·5h2o 10µg/l。
3.根据权利要求1所述的紫球藻胞外多糖的生产工艺，其特征在于，步骤（1）和（3）中，所述低盐度氮源加富的asw培养基的配方为：15‰天然海水，nano3 5.0 g/l，k2hpo4·3h2o120 mg/l，nahco3 40 mg/l，edtana2·2h2o 4.36 mg/l，fecl3·6h2o 3.15 mg/l，mncl2·4h2o 180 µg/l，znso4·7h2o 22 µg/l，na2moo4·2h2o 6 µg/...
【专利技术属性】
技术研发人员：李涛，向文洲，吴华莲，吴后波，韦章良，
申请(专利权)人：中国科学院南海海洋研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。