一种产油微藻的开放式培养方法与流程

本发明属于生物质能源，具体涉及一种产油微藻的开放式培养方法。

背景技术：

1、微藻富含蛋白质、多糖、不饱和脂肪酸等营养成分，可用于食品、医药和能源方面；可以大量积累脂肪酸，有些微藻脂肪酸含量可占干重的30%-60%。利用培养微藻来积累油脂资源，已经成为目前利用太阳能开发可再生资源最热门的研究领域，不仅具有强大的市场潜力，而且具有非凡的社会价值。

2、目前，微藻培养方式有封闭式和开放式两种。封闭式是指采用不同结构的封闭式反应器，如气升式、搅拌式、管式等，生产成本较高，可用于生产高附加值产物或作为开放式培养的种子罐。开放式是指采用开放池培养装置，如跑道池、圆形浅池，它具有技术简单、投资低廉的优点，因此近年来备受研究者的关注。但是，开放式培养容易受到丝状真菌、轮虫、原生动物等敌害生物污染，这些敌害生物在藻类培养液中生长、繁殖。当这些敌害生物数量达到一定的密度时，即对培养藻类的生长繁殖造成影响，被污染后的藻液轻者不利于再扩大培养，重者会导致培养的失败。因此，有效地防止敌害生物的污染是微藻规模化培养的一个关键问题。

3、近年来，关于微藻病虫害等敌害生物防治方法已有许多人做了研究，这方面也有一些报道。传统的方法第一是采用物理方法如过滤或者酸化的方法杀灭和消除藻类中的敌害生物。其二是通过化学的方法来治理微藻开放式培养中的敌害生物污染。其三是采用生物防治的方法来治理微藻开放式培养中的敌害生物污染。其四是采用添加植物提取物的方法来治理微藻开放式培养中的病虫害。

4、郑春波等（郑春波等.扁藻与金藻类生产性培养中敌害生物的防治技术[j].水产养殖,2004,25(3):33）采用过滤和酸化的方法消除和杀灭藻液中的敌害生物，过滤的方法比较麻烦，处理不干净，而且不适用于大规模养殖，而酸化的方法需要另外加酸，在杀灭敌害生物的同时对微藻本身的生长也有一定影响。

5、cn103773690a公开了一种开放式培养微藻的方法，微藻培养采用常规培养方法和条件，在微藻培养初始时，直接在微藻培养基中添加植物提取物，植物提取物为印楝提取物、川楝提取物和苦皮藤提取物中的一种或几种，添加量为5-80mg/l。该方法可以解决微藻开放式培养中敌害生物污染问题，有效防治开放式培养的杂菌和病虫害污染，并且对后续传代培养不会产生抗药性的优点。但是，该方法需要专门制备特定配方的植物提取物，提高了培养成本。

6、因此，在满足生物量和油脂含量高的前提下，选育具有抗生物污染能力（如具有化学防御能力、耐受极端环境等）的藻种，有利于进行室外大量培养和规模化生产。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种产油微藻的开放式培养方法。本发明方法通过特定的培养方式，解决了微藻开放式培养中杂菌污染的问题，降低了培养成本。

2、本发明提供的产油微藻的开放式培养方法，包括如下内容：

3、在开放式光生物反应器中加入微藻培养基和微藻种子液，通入含co2气体进行光暗交替培养，培养温度低于15℃，优选为5～12℃，培养一段时间后升高温度，培养温度不低于15℃，优选为18～30℃，通入含co2和nox气体，培养至稳定期，收获微藻细胞；所述微藻为油球藻（ graesiella emersonii）szlsi-3，保藏编号为cgmcc no. 22392。

4、本发明中，所述的油球藻（ graesiella emersonii）szlsi-3已经于2021年04月23日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为cgmcc no. 22392，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所。

5、本发明中，所述的微藻培养基采用bg11培养基、se培养基、bbm培养基等中的任意一种。

6、本发明中，所述的微藻种子液的制备方法为：将微藻接种至微藻培养基，在ph值6.0～8.5，温度为15～30℃，光照周期24h，光暗时间比为14:10～10:14，光照强度为2000～20000lux条件下，振荡培养至对数生长期，制得微藻种子液。

7、本发明中，所述的光生物反应器中加入的微藻种子液与微藻培养基的体积比为1:20～1:5。

8、本发明中，所述的含co2气体中，co2体积含量为5%～45%，优选为5%～20%，其中不含有so2、nox等气体。

9、本发明中，所述的光暗交替培养，光暗周期为24h，光暗时间比为14:10～10:14，光照强度为2000～20000lux。

10、本发明中，在低温培养一段时间后，优选培养2-5天后升高培养温度，升高幅度不少于5℃，优选为10～15℃。

11、本发明中，所述的含co2和nox气体中，co2体积含量为5%～40%，nox的体积含量为0.03%～0.09%。含nox气体可以是烟气，来源于s-zorb再生尾气、硫磺回收装置焚烧尾气、催化裂化再生尾气等中的任意一种或几种。

12、本发明中，培养完成后，通过离心、沉降等方式收获微藻细胞，测定细胞干重和油脂含量。

13、本发明中，所述的光生物反应器为常规培养微藻的反应器，可以进行光暗交替培养。

14、与现有技术相比，本发明方法的有益效果是：

15、（1）针对油球藻szlsi-3特性，采用特定的培养方法解决了其开放式培养中杂菌污染问题，并且对微藻本身的生长无毒害作用，可以保证微藻的正常生长。

16、（2）本发明培养方式有助于油球藻szlsi-3油脂的积累。经检测，细胞干重可达到7g/l以上，油脂含量可达到细胞干重的45%以上。

17、（3）本发明通过改变常规培养模式抑制杂菌污染，不需要投加外源物质。具有操作简单，原料易得，成本低等优点，适用于规模化培养，具有良好的应用前景。

技术特征：

1.一种产油微藻的开放式培养方法，其特征在于包括如下内容：在开放式光生物反应器中加入微藻培养基和微藻种子液，通入含co2气体进行光暗交替培养，培养温度低于15℃，优选为5～12℃，培养一段时间后升高温度，培养温度不低于15℃，优选为18～30℃，通入含co2和nox气体，培养至稳定期，收获微藻细胞；所述微藻为油球藻（graesiella emersonii）szlsi-3，保藏编号为cgmcc no. 22392。

2.根据权利要求1所述的培养方法，其特征在于：所述的微藻培养基采用bg11培养基、se培养基、bbm培养基中的任意一种。

3.根据权利要求1或2所述的培养方法，其特征在于：所述的微藻种子液的制备方法为：将微藻接种至微藻培养基，在ph值6.0～8.5，温度为15～30℃，光照周期24h，光暗时间比为14:10～10:14，光照强度为2000～20000lux条件下，振荡培养至对数生长期，制得微藻种子液。

4.根据权利要求1或2或3所述的培养方法，其特征在于：所述的光生物反应器中加入的微藻种子液与微藻培养基的体积比为1:20～1:5。

5.根据权利要求1所述的培养方法，其特征在于：所述的含co2气体中，co2体积含量为5%～45%，优选为5%～20%，其中不含有so2、nox气体。

6.根据权利要求1所述的培养方法，其特征在于：所述的光暗交替培养，光暗周期为24h，光暗时间比为14:10～10:14，光照强度为2000～20000lux。

7.根据权利要求1所述的培养方法，其特征在于：在低温培养一段时间后，优选培养2-5天后升高培养温度，升高幅度不少于5℃，优选为10～15℃。

8.根据权利要求1所述的培养方法，其特征在于：所述的含co2和nox气体中，co2体积含量为5%～40%，nox的体积含量为0.03%～0.09%。

9.根据权利要求1或8所述的培养方法，其特征在于：含nox气体是烟气，来源于s-zorb再生尾气、硫磺回收装置焚烧尾气、催化裂化再生尾气中的任意一种或几种。

10.根据权利要求1所述的培养方法，其特征在于：培养完成后，通过离心、沉降方式收获微藻细胞，测定细胞干重和油脂含量。

技术总结
本发明涉及一种产油微藻的开放式培养方法，是在开放式光生物反应器中加入微藻培养基和微藻种子液，通入含CO2气体进行光暗交替培养，培养温度低于15℃，培养一段时间后升高温度，培养温度不低于15℃，通入含CO2和NOx气体，培养至稳定期，收获微藻细胞；所述微藻为油球藻（Graesiella emersonii）SZLSi‑3，保藏编号为CGMCC No.22392。本发明方法通过特定的培养方式，解决了微藻开放式培养中杂菌污染的问题，降低了培养成本。

技术研发人员：师文静,樊亚超,张霖
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29