一种提高三角褐指藻岩藻黄素积累的培养方法与流程

本发明属于微藻养殖技术领域，具体涉及一种提高三角褐指藻岩藻黄素积累的培养方法。

背景技术：

岩藻黄素，亦称褐藻素、岩藻黄质，分子式c42h58o6，结构式如图1，分子量658.91，密度1.09，熔点166～168℃，cas登录号3351-86-8，属丙二烯型类胡萝卜素，为褐藻、硅藻、金藻及黄绿藻所含有的一种重要的类胡萝卜素，是褐藻呈现褐色的物质，也是硅藻类植物的指标性色素。

岩藻黄素结构独特，在多种药理活性方面展现出具有应用前景的潜在价值优势，其中抗炎、抗肿瘤、抗肥胖、抗氧化、抗痘、抗糖尿病、抗疟疾和抗血脂等生理活性已被部分证实，其它潜在的生理活性正在被科学家进行积极的研究和探索中。

目前,可用于提取岩藻黄素的原料有很多,如褐藻、硅藻等藻类。最早的原料主要是大型海藻,包括海带、羊栖菜和裙带菜等。然而,采用大型海藻提取岩藻黄素,存在许多问题。一方面,大型海藻养殖成本高且有季节性生长的特点。另一方面,大型海藻的岩藻黄素仅存在于表面的皮层细胞,因而含量低,并且大型海藻在新鲜和干燥条件下岩藻黄素含量不同。这些问题限制了岩藻黄素的开发利用。除大型海藻外,海洋微藻中的岩藻黄素含量也很多。单细胞微藻具有生长速度快、易于培养和在生物反应器中可人工调控的优点,从而解决工业化生产的原料问题，而得到广泛的关注。

三角褐指藻是一种典型的单细胞微藻，同时更是一种非常具有经济价值的海洋经济类单细胞微藻，在分类学上属于硅藻门、羽纹纲、褐指藻目、褐指藻属。三角褐指藻易于生长，其对环境的适应范围较广，在9‰-92‰的盐度范围内都能正常生存，其最适盐度为20‰-24‰。适温范围为5-30℃，最适温度为18-24℃，即使是在0℃的条件下仍会有少量三角褐指藻繁殖，但如果超过了35℃细胞就会停止生长，最终全部死亡。三角褐指藻适应的光照强度范围为1000-80000勒克斯，其最适的光照范围为10000-30000勒克斯。三角褐指藻具有易于培养、可常年生长、生长速度快和易于调控的特点,养殖三角褐指藻生产岩藻黄素具有较大的优势。

专利cn103396979a中公开了一种提高硅藻中岩藻黄素产率的培养方法，所述硅藻选自小环藻属、菱形藻属、舟形藻属、筒柱藻属，先用含番茄红素的培养基异养培养，后光自养培养，籍以提高硅藻生物量浓度，提高并稳定藻体中岩藻黄素含量，但未能提及褐指藻属的三角褐指藻。

专利cn103898174a中公开了一种提高三角褐指藻脂质积累的培养方法，先光自养培养，后黑暗胁迫，籍以提供一种高效、简便、无污染的提高三角褐指藻脂质积累的培养方法，但未能提及三角褐指藻岩藻黄素的积累。

专利cn104531601a、cn104531602a、cn1045316013a、cn104531604a、cn105132352a中分别公开了采用花生四烯酸、硫酸铈铵、乙酰水杨酸、甲基茉莉酸、油菜素内脂提高三角褐指藻岩藻黄素的方法，但采用物质均难溶于水，难以保证三角褐指藻的吸收利用。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种高产、广适、高效、易操作的提高三角褐指藻岩藻黄素积累的培养方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种提高三角褐指藻岩藻黄素积累的培养方法，包括步骤：

1)培养浓密三角褐指藻藻液；

2)井矿盐卤水与雨生红球藻胞外多糖配制异养培养液；

3)浓藻液与异样培养液于发酵罐中异养培养，积累岩藻黄素。

作为优选的技术方案，所述步骤1)中三角褐指藻藻液为全封闭户外高密度培养的三角褐指藻藻液。

作为进一步的优选，所述藻液od680为3.0～5.0。

作为优选的技术方案，所述步骤1)中的浓密设备为高速蝶式离心机，浓缩比为1～3:1。

作为优选的技术方案，所述步骤2)中井矿盐卤水为调制的井矿盐卤水。

作为进一步的优选，所述井矿盐卤水含氯化钠27.7g/l、氯化镁5.20g/l、硫酸镁7.13g/l、氯化钾0.745g/l、氯化钙1.14g/l、溴化钠0.837g/l、碳酸氢钠0.210g/l。

作为优选的技术方案，所述步骤2)中雨生红球藻胞外多糖含虾青素、胡萝卜素、类胡萝卜素多种天然色素及半乳糖、甘露糖、阿拉伯糖、葡萄糖、木糖、鼠李糖、岩藻糖。

作为进一步的优选，所述雨生红球藻胞外多糖用量为0.5～5.0g/l。

作为优选的技术方案，所述步骤3)中发酵罐为充气式机械搅拌罐。

作为优选的技术方案，所述步骤3)中异样培养条件为：温度25℃～30℃，ph7.5～8.5，时间72h～120h。

户外开放式培养的三角褐指藻岩藻黄素含量仅2.0～3.0mg/kg，密闭式培养三角褐指藻也鲜有有成效的诱导方法提高岩藻黄素含量。

岩藻黄素的生产、研究与应用，迫切需要高效高产岩藻黄素三角褐指藻的培养方法。提高三角褐指藻岩藻黄素的积累，不仅可大幅提高三角褐指藻岩藻黄素的含量，更可大幅降低养殖加工成本，提高其经济效益，促进岩藻黄素的应用。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

1)藻液浓密，可提高设备产能，降低投资，便于规模化作业。

2)井矿盐卤水病虫害微，无抗药性，可将广盐性三角褐指藻养殖从沿海向内陆延伸，并消除季节限制。

3)雨生红球藻胞外多糖为虾青素提取的副产物，富含多种天然色素及低聚糖，可被三角褐指藻直接吸收利用，直接转化为脂质或岩藻黄素，大幅提高三角褐指藻岩藻黄素的含量。

4)高密度异养，条件温和，操控性强，避免户外光自养的多因素干扰，更简洁易行。

由于采用了上述技术方案，一种提高三角褐指藻岩藻黄素积累的培养方法，包括步骤：1)培养浓密三角褐指藻藻液；2)井矿盐卤水与雨生红球藻胞外多糖配制异养培养液；3)浓藻液与异样培养液于发酵罐中异养培养，积累岩藻黄素；提高三角褐指藻岩藻黄素的积累，不仅可大幅提高三角褐指藻岩藻黄素的含量，更可大幅降低养殖加工成本，提高其经济效益，促进岩藻黄素的应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明岩藻黄素的结构式；

图2是本发明全封闭户外高密度三角褐指藻形态图；

图3是本发明异养100h三角褐指藻形态图；

图4是本发明异养三角褐指藻甲醇抽提液od450、od650值变化图。

具体实施方式

一种提高三角褐指藻岩藻黄素积累的培养方法，包括步骤：

1)培养浓密三角褐指藻藻液；

2)井矿盐卤水与雨生红球藻胞外多糖配制异养培养液；

3)浓藻液与异样培养液于发酵罐中异养培养，积累岩藻黄素。

所述步骤1)中三角褐指藻藻液为全封闭户外高密度培养的三角褐指藻藻液。

所述藻液od680为3.0～5.0。

所述步骤1)中的浓密设备为高速蝶式离心机，浓缩比为1～3:1。

所述步骤2)中井矿盐卤水为调制的井矿盐卤水。

所述井矿盐卤水含氯化钠27.7g/l、氯化镁5.20g/l、硫酸镁7.13g/l、氯化钾0.745g/l、氯化钙1.14g/l、溴化钠0.837g/l、碳酸氢钠0.210g/l。

所述步骤2)中雨生红球藻胞外多糖含虾青素、胡萝卜素、类胡萝卜素多种天然色素及多种低聚糖(此处最好能具体列出，以防出现公开不充分的问题，权利要求不允许出现等之类的不确定用语)。

所述雨生红球藻胞外多糖用量为0.5～5.0g/l。

所述步骤3)中发酵罐为充气式机械搅拌罐。

所述步骤3)中异样培养条件为：温度25℃～30℃，ph7.5～8.5，时间72h～120h。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

取全封闭户外高密度培养的三角褐指藻藻液4000l，od680值4.77，经高速碟式离心机浓密，收集浓密藻液1600l，浓缩比为2.5：1。调制井矿盐卤水400l，含氯化钠27.7g/l、氯化镁5.20g/l、硫酸镁7.13g/l、氯化钾0.745g/l、氯化钙1.14g/l、溴化钠0.837g/l、碳酸氢钠0.210g/l，加雨生球藻胞外多糖600g，折合1.5g/l，得到异养培养液。将浓密藻液及异养培养液转入充气式机械搅拌发酵罐中，搅拌，通入二氧化碳及空气混合气，于温度25℃～28℃，ph8.0～8.3的条件下，培养100h，收获三角褐指藻鲜藻，速冻，冷藏。同时，送检样品，得该批鲜藻含岩藻黄素质量百分比为1.53％，水份质量百分比为88.0％，岩藻黄素含量提高近6倍，户外开放式培养的三角褐指藻含岩藻黄素质量百分比约为0.25％。

实施例二：

取全封闭户外高密度培养的三角褐指藻藻液4000l，od680值4.12，经高速碟式离心机浓密，收集浓密藻液1600l，浓缩比为2.5：1。调制井矿盐卤水400l，含氯化钠27.7g/l、氯化镁5.20g/l、硫酸镁7.13g/l、氯化钾0.745g/l、氯化钙1.14g/l、溴化钠0.837g/l、碳酸氢钠0.210g/l，加雨生球藻胞外多糖600g，折合1.5g/l，得到异养培养液。将浓密藻液及异养培养液转入充气式机械搅拌发酵罐中，搅拌，通入二氧化碳及空气混合气，于温度25℃～28℃，ph8.0～8.3的条件下，培养100h，收获三角褐指藻鲜藻，速冻，冷藏。同时，送检样品，得该批鲜藻含岩藻黄素质量百分比为1.27％，水份质量百分比为88.0％，岩藻黄素含量提高近5倍，户外开放式培养的三角褐指藻含岩藻黄素质量百分比约为0.25％。

实施例三：

取全封闭户外高密度培养的三角褐指藻藻液4000l，od680值4.50，经高速碟式离心机浓密，收集浓密藻液1600l，浓缩比为2.5：1。调制井矿盐卤水400l，含氯化钠27.7g/l、氯化镁5.20g/l、硫酸镁7.13g/l、氯化钾0.745g/l、氯化钙1.14g/l、溴化钠0.837g/l、碳酸氢钠0.210g/l，加雨生球藻胞外多糖600g，折合2.0g/l，得到异养培养液。将浓密藻液及异养培养液转入充气式机械搅拌发酵罐中，搅拌，通入二氧化碳及空气混合气，于温度25℃～28℃，ph8.0～8.3的条件下，培养100h，收获三角褐指藻鲜藻，速冻，冷藏。同时，送检样品，得该批鲜藻含岩藻黄素质量百分比为1.71％，水份质量百分比为88.0％，岩藻黄素含量提高近6.8倍，户外开放式培养的三角褐指藻含岩藻黄素质量百分比约为0.25％。

实施例四：

一种提高三角褐指藻岩藻黄素积累的培养方法，包括步骤：

1)培养浓密三角褐指藻藻液；

2)井矿盐卤水与雨生红球藻胞外多糖配制异养培养液；

3)浓藻液与异样培养液于发酵罐中异养培养，积累岩藻黄素。

所述步骤1)中三角褐指藻藻液为全封闭户外高密度培养的三角褐指藻藻液。

所述藻液od680为3.0。

所述步骤1)中的浓密设备为高速蝶式离心机，浓缩比为1：1。

所述步骤2)中井矿盐卤水为调制的井矿盐卤水。

所述井矿盐卤水含氯化钠27.7g/l、氯化镁5.20g/l、硫酸镁7.13g/l、氯化钾0.745g/l、氯化钙1.14g/l、溴化钠0.837g/l、碳酸氢钠0.210g/l。

所述步骤2)中雨生红球藻胞外多糖含虾青素、胡萝卜素、类胡萝卜素多种天然色素及半乳糖、甘露糖、阿拉伯糖、葡萄糖、木糖、鼠李糖、岩藻糖。所述雨生红球藻胞外多糖用量为0.5g/l。

所述步骤3)中发酵罐为充气式机械搅拌罐。

所述步骤3)中异样培养条件为：温度25℃，ph7.5，时间72h。

实施例五：

一种提高三角褐指藻岩藻黄素积累的培养方法，包括步骤：

1)培养浓密三角褐指藻藻液；

2)井矿盐卤水与雨生红球藻胞外多糖配制异养培养液；

3)浓藻液与异样培养液于发酵罐中异养培养，积累岩藻黄素。

所述步骤1)中三角褐指藻藻液为全封闭户外高密度培养的三角褐指藻藻液。

所述藻液od680为5.0。

所述步骤1)中的浓密设备为高速蝶式离心机，浓缩比为3:1。

所述步骤2)中井矿盐卤水为调制的井矿盐卤水。

所述井矿盐卤水含氯化钠27.7g/l、氯化镁5.20g/l、硫酸镁7.13g/l、氯化钾0.745g/l、氯化钙1.14g/l、溴化钠0.837g/l、碳酸氢钠0.210g/l。

所述步骤2)中雨生红球藻胞外多糖含虾青素、胡萝卜素、类胡萝卜素多种天然色素及半乳糖、甘露糖、阿拉伯糖、葡萄糖、木糖、鼠李糖、岩藻糖。所述雨生红球藻胞外多糖用量为5.0g/l。

所述步骤3)中发酵罐为充气式机械搅拌罐。

所述步骤3)中异样培养条件为：温度30℃，ph8.5，时间120h。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。