【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物工程，尤其涉及一种利用离子液体提高雨生红球藻生物量积累的方法。
技术介绍
1、虾青素因具有超强的抗氧化能力，在医疗、食品、化妆品和水产养殖等行业被广泛应用，而雨生红球藻作为天然虾青素的最佳来源也备受人们关注。雨生红球藻是一种淡水单细胞绿藻，其生长过程经历了两个阶段，即绿色阶段和红色阶段。绿色阶段细胞的活性高、分裂速率高，在该阶段可以较快的积累生物量；红色阶段细胞活性低，分裂速率低，并且红色阶段的虾青素开始大量积累。
2、在全球范围看，雨生红球藻是能进行大规模产业化养殖的几个藻种之一，但如今雨生红球藻产业面临着生物量积累量低以及虾青素产率低的问题，制约了雨生红球藻产业的发展。为了解决上述问题，雨生红球藻产业常采用两步培养模式，既第一步在绿色阶段积累生物量，在该阶段雨生红球藻细胞活性高，在适宜条件下可以获得较高的营养生长速率和生物量。第二步在红色阶段促进合成虾青素，在该阶段利用特定条件促进藻细胞合成和积累虾青素。这样可以有效缓解雨生红球藻生长与虾青素合成之间难以共存的矛盾。但现有的雨生红球藻绿藻培养策略无法满足生产所需生物量要求。因此，促进雨生红球藻绿藻阶段的生物量积累，对雨生红球藻产业发展具有促进作用。
3、现有技术中雨生红球藻培养过程中存在的主要技术问题可以总结如下：
4、1)生物量积累量低：
5、在绿色阶段，虽然雨生红球藻细胞的活性高且分裂速率快，但在现有的培养策略下，仍然难以积累足够的生物量，这在大规模生产中尤为关键。不足的生物量意味着虾青素的总产量受限。p>
6、2)虾青素产率低：
7、在红色阶段，虽然虾青素开始大量积累，但由于雨生红球藻细胞的活性低，分裂速率慢，导致整体虾青素产率不高。这一问题在商业化生产中尤其突出，影响了虾青素的总产量和成本效益。
8、3)两阶段培养模式的矛盾：
9、雨生红球藻的两步培养模式在理论上可以解决生物量和虾青素产量的问题，但在实际操作中，调整两个阶段的平衡并不容易。特别是在从绿色阶段过渡到红色阶段时，会影响到藻类的整体健康和生长。
10、4)培养条件的优化：
11、现有的培养条件没有完全优化，以支持最大化的生物量和虾青素产率。这包括光照、温度、营养供应、气体交换等多个方面。
12、5)规模化生产的挑战：
13、现有技术在规模化生产方面存在挑战，特别是在保持藻类生长的均匀性和稳定性方面。这会影响到整体产量和产品质量。
14、6)成本效益问题：
15、由于生物量和虾青素产率低，生产成本相对较高，这限制了雨生红球藻的商业化潜力和市场竞争力。
16、解决这些问题的关键在于开发出新的培养策略和优化现有技术，以实现更高效的生物量积累和虾青素生产，同时保持成本效益。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种利用离子液体提高雨生红球藻生物量积累的方法。
2、本专利技术是这样实现的，一种用于促进雨生红球藻(haematococcuspluvialis)生长和虾青素产量的培养方法，包括以下步骤：
3、(a)在雨生红球藻的培养基中加入四乙基铵基离子液体，其中所述的一种或多种四乙基铵基离子液体的总浓度介于0mg/l至25mg/l之间；
4、(b)对雨生红球藻培养基中的温度、光照强度和ph值进行精确控制，其中所述温度控制在20℃至30℃，光照强度控制在50至300μmol photons/m2/s，ph值控制在6.5至7.5；
5、(c)通过调整所述的四乙基铵基离子液体的浓度和培养条件，缩短雨生红球藻的生长周期并提高生物量积累速率；
6、(d)进行实验验证，比较使用本专利技术方法与未使用四乙基铵离子液体的传统培养方法下雨生红球藻的生长效果和虾青素产量，以证明本专利技术方法的优越性；
7、其中，所述的四乙基铵离子液体被选定具有优异的生物相容性和低毒性，以确保不对雨生红球藻造成负面影响。
8、本专利技术还提供了一种用于提高雨生红球藻生物量的系统，包括：
9、培养单元，配置有3l锥形瓶，用于在控制的环境条件下培养雨生红球藻种子液至对数生长期，其中环境条件包括维持25±1℃的温度和30μmol m-2s-1的光照强度；
10、光生物反应器，具有1l的容量，用于接收培养至对数生长期的雨生红球藻种子液，并添加离子液体进行进一步培养；
11、离子液体储存与分配装置，直接与光生物反应器相连，负责向光生物反应器中准确添加预定浓度的离子液体以促进雨生红球藻生长；
12、控制单元，与培养单元和光生物反应器相连，用于调节和监控培养过程中的温度、光照强度和通气量，确保培养过程中的最佳条件；
13、生物量测定单元，包括干重法测量装置，与光生物反应器相连，用于测定培养后雨生红球藻的生物量；
14、数据处理与分析单元，与生物量测定单元和控制单元相连，用于接收生物量数据并分析离子液体对雨生红球藻生长的影响，并根据分析结果向控制单元反馈信息以优化培养条件。
15、进一步，种子液培养单元包括：
16、3l锥形瓶：用于培养雨生红球藻种子液；
17、环境控制装置：用于维持25±1℃的温度和30μmol m-2s-1的光照强度。
18、进一步，离子液体添加与培养单元包括：
19、离子液体储存与分配装置：用于储存和按需向光生物反应器中添加不同浓度的离子液体；
20、环境控制装置：用于控制光生物反应器中的温度、光照强度和通气量。
21、进一步，生物量测定单元包括：
22、干重法测量装置：用于测定培养后雨生红球藻的生物量；
23、数据处理与分析单元：用于分析培养结果，确定离子液体对生物量增长的影响。
24、本专利技术提供了一种利用离子液体提高雨生红球藻生物量积累的方法，所述方法包括：
25、首先进行雨生红球藻种子液的培养，使雨生红球藻细胞在适宜条件下生长，收集藻细胞待用。然后在1l的光生物反应器中，添加离子液体培养雨生红球藻。
26、进一步，所述利用离子液体提高雨生红球藻生物量积累的方法还包括：
27、种子液在含有2.5l培养基的3l锥形瓶中培养，使藻细胞生长至对数期待用；将种子液重悬到柱式光生物反应器中，确保初始接种量为3×105cells/ml；添加不同浓度的离子液体培养雨生红球藻，连续通入无菌空气，并置于一定的温度和光照强度的环境下培养，检测、分析雨生红球藻的生物量。
28、进一步，所述利用离子液体提高雨生红球藻生物量积累的方法包括以下步骤：
29、步骤一，进行种子液的培养；
30、步骤二，使用不同浓度的离子液体培养雨生红球藻；
31、步骤三，利用干重法测定步骤二得到的培养液中雨生红球藻的生物量。
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1.一种用于提高雨生红球藻生物量的系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，种子液培养单元包括：
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，离子液体添加与培养单元包括：
4.一种利用离子液体提高雨生红球藻生物量积累的方法，其特征在于，所述方法包括：
5.如权利要求4所述利用离子液体提高雨生红球藻生物量积累的方法，其特征在于，所述利用离子液体提高雨生红球藻生物量积累的方法还包括：
6.如权利要求4所述利用离子液体提高雨生红球藻生物量积累的方法，其特征在于，所述利用离子液体提高雨生红球藻生物量积累的方法还包括以下步骤：
7.如权利要求6所述利用离子液体提高雨生红球藻生物量积累的方法，其特征在于，所述步骤一中的进行种子液的培养包括：
8.如权利要求6所述利用离子液体提高雨生红球藻生物量积累的方法，其特征在于，所述步骤二中的使用不同浓度的离子液体培养雨生红球藻包括：
9.如权利要求6所述利用离子液体提高雨生红球藻生物量积累的方法，其特征在于，所述温度为25±1℃，光照强度
10.一种用于促进雨生红球藻(Haematococcuspluvialis)生长和虾青素产量的培养方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种用于提高雨生红球藻生物量的系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，种子液培养单元包括：
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，离子液体添加与培养单元包括：
4.一种利用离子液体提高雨生红球藻生物量积累的方法，其特征在于，所述方法包括：
5.如权利要求4所述利用离子液体提高雨生红球藻生物量积累的方法，其特征在于，所述利用离子液体提高雨生红球藻生物量积累的方法还包括：
6.如权利要求4所述利用离子液体提高雨生红球藻生物量积累的方法，其特征在于，所述利用离子液体提高雨生红球藻生物量积累的方...
【专利技术属性】
技术研发人员：李林品，张勇，郭航，余旭亚，龚泳畅，
申请(专利权)人：云南爱尔发生物技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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