用于提取藻油并制备生物柴油的微藻具有特殊的性质。一般要求快速生长（周期不超过20天），油脂含量高（不低于15%，干重），在开放体系下能够具有生长优势等。目前的基因工程还无法完全获得满足上述要求的藻种。尤其是在开放体系的生长，在目前技术条件下还不具备实现的可能。只能通过半开放体系，即通过对培养条件的限定制造出一个生态环境，可以实现所要求的藻种的优势生长，即使在引入其他物种条件下依然可以优势生长。本发明专利技术通过对培养液的设计，实现了所需藻种在半开放体系下的优势生长。具体为，Ca(NO3)2，浓度为0.4-1g/L,?KNO3，浓度为0.4-1g/L?KH2PO4，浓度为0.4-1g/L，MgSO4，浓度为0.2-0.6g/L，FeSO4，浓度为0.1-0.5g/L，缓冲体系为（NH4）2HPO4/NH4H2PO4，浓度为2-3g/L。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物化工领域，具体为一种微藻的生长培养体系的设计，包括培养液的成分，以及相应的外部环境条件。
技术介绍
微藻是一类在陆地、海洋分布广泛，营养丰富、光合利用度高的自养植物，细胞代谢产生的多糖、蛋白质、色素等，使其在食品、医药、基因工程、液体燃料等领域具有很好的开发前景。微藻种类繁多，微藻细胞中含有蛋白质、脂类、藻多糖、胡萝卜素、多种无机元素(如Cu，Fe, Se, Mn, Zn等)等高价值的营养成分和化工原料。微藻的蛋白质含量很高， 是单细胞蛋白(SCP)的一个重要来源。微藻所含的维生素Α、维生素Ε、硫氨素、核黄素、吡多醇、维生素Β12、维生素C、生物素、肌醇、叶酸、泛酸钙和烟酸等增加了其作为SCP的价值。微藻是最简单、最古老的低等植物之一，不仅种类多、分布广、繁殖快，而且光合作用效率高，它可直接利用阳光、二氧化碳、氮、磷等简单营养物质快速生长并在胞内合成大量油脂(如甘油三酯)，为生物柴油生产提供新的油脂资源。培养基中的营养盐，对于藻类生长有很大的影响。营养盐缺乏会导致细胞代谢以及光合作用中间产物之异常。营养盐包括氮、磷、铁、硅、镁、钠等主要元素和铜、锰、锌、钼、 钴等矿物离子和维生素等微量元素。藻体中氮占了干重的7-10 %，氮是构成蛋白质、氨基酸、酵素、辅酵素、叶绿素和细胞膜等重要化合物的必需成份，于细胞代谢上扮演重要的角色。碳氮比(C/N ratio)会影响藻类油脂含量。在较高的碳氮比，亦即在过量的碳源和氮源不足的环境下，会使得藻类累积油脂。然而有些藻类在氮源不足的环境下却是累积碳水化合物。碳氮比亦会影响微藻油脂种类。某些藻类体内由特定成份所构成，如硅藻大多由硅所组成，因此于培养基中添加足够的硅是必要的条件(盐分高低会影响单细胞藻类体内的代谢情形，这是由于盐度会影响培养液的渗透压，过高的渗透压会抑制光合作用中光系统II (PSII)的进行，进而抑制光合作用。盐度对于藻类生长、油脂含量、脂肪酸组成都有影响，视藻种而异。当盐度增加时，Isochrysis sp.和Nannochloropsis oculata的油脂含量会上升，Nitzschia则相反。亦有许多研究探讨盐度对于藻类EPA以及DHA含量的影响。盐度亦会影响藻类之类胡萝卜素含量。某些藻类对于生长环境之盐度耐受度高，则其生长、细胞组成并不随盐度变化而有太大改变。在藻类培养的过程中，二氧化碳的消耗是造成pH值改变的主要因素，而营养盐的消耗或是代谢物的降解所造成之PH值改变则可忽略。溶解于水中之二氧化碳会与碳酸盐以及重碳酸盐达成平衡。由于藻类生长会吸收二氧化碳，根据勒沙特列定律，平衡会往左移，导致减少，PH值上升，此情形在高密度培养下更明显。pH值的变化会影响培养基中无机物的溶解度，进而影响藻类的代谢。各藻种有不同之适合生长PH值，加入缓冲溶液，以控制pH值， 可使得藻类有较佳之生长表现。除了上述所介绍之培养因子外，培养时间也会影响藻类生长，如进入停滞期后，藻类随着时间增加而开始累积油脂。扰动亦会影响藻类生长，如增加扰动，可使藻类细胞均勻受光，亦可移除光合作用所产生的氧气。
技术实现思路
1、所要解决的技术问题在半开放甚至全开放体系条件下的微藻养殖，以营养液的配方为基础的人造环境。在该环境下，微藻可以实现快速高效生长，即使在有外来物种的竞争环境下，依然可以保持足够的竞争优势，从而实现在半开放环境下的优势生长。2、技术方案本专利技术提供了一种一种微藻快速高效养殖用营养液，其特征在于由以下成分组成， Ca(NO3)2，浓度为 0.4-lg/L， KNO3,浓度为 0. 4-lg/L KH2PO4，浓度为 0. 4_lg/L，MgS04， 浓度为 0. 2-0. 6g/L，FeSO4，浓度为 0. 1-0. 5g/L。还有缓冲体系，缓冲体系为(NH4) 2ΗΡ04/ΝΗ4Η2Ρ04,浓度为2_3g/L。3、有益效果本专利技术涉及的微藻是绿藻和蓝藻。这2类微藻具有类似的结构的对环境的要求。在微藻养殖生产生物柴油的过程中，希望微藻在生长过程中积蓄脂肪而不是碳水化合物，即高脂含量的微藻养殖。因此，在环境设计中有意识的大幅度提高营养液中的氮含量而降低碳的供应，从而导致微藻的脂肪积累。值得注意的是，自然界中的大多数微藻都是以碳为主要的能量来源，在高氮低碳环境下尽管也能够生存，但是生长速度和繁殖速度都出现大幅度下降。而本专利技术设计的2类藻种却可以在这种环境下依然保持较高效率的生长和繁衍，从而实现优势竞争。具体实施例方式为了实现在半开放甚至全开放体系条件下的微藻养殖，本专利技术设计了一个特殊的水环境。主要是以营养液的配方为基础的人造环境。在该环境下，微藻可以实现快速高效生长，即使在有外来物种的竞争环境下，依然可以保持足够的竞争优势，从而实现在半开放环境下的优势生长。本专利技术涉及的微藻是绿藻和蓝藻。这2类微藻具有类似的结构的对环境的要求。在微藻养殖生产生物柴油的过程中，希望微藻在生长过程中积蓄脂肪而不是碳水化合物，即高脂含量的微藻养殖。因此，在环境设计中有意识的大幅度提高营养液中的氮含量而降低碳的供应，从而导致微藻的脂肪积累。值得注意的是，自然界中的大多数微藻都是以碳为主要的能量来源，在高氮低碳环境下尽管也能够生存，但是生长速度和繁殖速度都出现大幅度下降。而本专利技术设计的2类藻种却可以在这种环境下依然保持较高效率的生长和繁衍，从而实现优势竞争。另外，通过对PH值得调节，也在一定程度上实现了促进所需藻种优势生长和抑制外来藻种生长的目的。蓝藻和绿藻适宜的PH值为7-9之间。通过缓冲体系的设定可以是环境保持在这一 PH下，而那些适宜在更高碱性环境下生长的微藻就很难竞争生存。按照上述设计，采用营养液的充分如下Ca (NO3)2，浓度为0. 4_lg/L， KNO3,浓度为 0. 4-lg/L KH2PO4，浓度为 0. 4-lg/L, MgSO4,浓度为 0. 2-0. 6g/L，FeSO4，浓度为 0. 1-0. 5g/L，缓冲体系为(ΝΗ4)2ΗΡ04/ΝΗ4Η2Ρ04，浓度为2_3g/L。整个体系的PH值稳定在7-9 之间。具体实施方案1 =Ca (NO3) 2，浓度为 0. 4g/L, KNO3,浓度为 0. 4g/L KH2PO4，浓度为 0. 4g/L，MgSO4, 浓度为 0. 2g/L，FeSO4，浓度为 0. lg/L，缓冲体系为(NH4) 2ΗΡ04/ΝΗ4Η2Ρ04，浓度为 2g/L。2 =Ca(NO3)2，浓度为 0.6g/L， KNO3j 浓度为 0. 8g/L KH2PO4，浓度为 0. 8g/L， MgSO4,浓度为 0. 4g/L，FeSO4，浓度为 0. 3g/L，缓冲体系为(NH4) 2ΗΡ04/ΝΗ4Η2Ρ04,浓度为 2g/ L03 =Ca(NO3)2，浓度为 lg/L， KNO3,浓度为 lg/L KH2PO4，浓度为 lg/L,MgSO4，浓度为 0. 6g/L，FeSO4，浓度为 0. 5g/L，缓冲体系为(NH4) 2ΗΡ04/ΝΗ4Η2Ρ04，浓度为 2g/L。4 =Ca(NO3)2，浓度为 0.4g/L， KNO3,浓度为 0. 4g/L KH2PO4，浓度为 0.4g/L， MgSO4,浓度为 0. 2g/L，FeS本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邱志荣，张雷，胡亮，
申请(专利权)人：镇江绿能环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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