CN104164366B - 一种养殖微藻的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种养殖微藻的方法，所述方法包括在培养微藻的条件下，在培养液中进行微藻的培养，其特征在于，在培养过程中，加酸调节含有微藻的培养液的pH值，使加酸调节后含有微藻的培养液的瞬时pH值为5‑7。本发明的养殖微藻的方法，通过在培养过程中加酸调节含有微藻的培养液的pH值，使加酸调节后含有微藻的培养液的瞬时pH值为5‑7，可改善微藻的沉降性能，使微藻不容易沉降，降低养殖微藻的能耗，提高微藻的产量。

Description

一种养殖微藻的方法
技术领域
本发明涉及一种养殖微藻的方法。
背景技术
微藻是一类在水中生长的种类繁多且分布极其广泛的低等植物，它是由阳光驱动的细胞工厂，通过微藻细胞高效的光合作用，吸收CO2，将光能转化为脂肪或淀粉等碳水化合物的化学能，并放出O2。利用微藻生产生物能源与化学品可以同时达到替代化石能源、减少CO2排放等目的。
微藻在养殖过程中随着藻液浓度的提高，很容易发生沉降，因此必须采用搅拌或曝气的方法让其流动以避免其沉降，从而保证微藻接收良好的光照，使其顺利生长。为了实现良好的搅拌效果，必然消耗较大的能耗，致使微藻养殖成本较高。因此迫切需要寻找合适的方法使微藻具有更好的悬浮性能，以降低微藻养殖的成本。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术为了使微藻接收良好光照使其顺利生长，需要消耗较大能耗使微藻悬浮的缺陷，提供一种以低成本的方式使微藻悬浮从而使微藻接收良好的光照的养殖微藻的方法。
微藻在培养过程中，通过自身代谢使含有微藻的培养液的pH值维持在7以上，本发明的发明人在研究中意外发现，如果加酸调节含有微藻的培养液的pH值，使加酸调节后含有微藻的培养液的瞬时pH值为5-7，可改善微藻的沉降性能，使微藻不易沉降，且通过微藻自身代谢，一段时间后含有微藻的培养液的pH值又会恢复到7以上，不会对微藻的生长产生任何不利的影响，而且还可以提高微藻的产量。
因此，为了实现上述目的，本发明提供一种养殖微藻的方法，所述方法包括在培养微藻的条件下，在培养液中进行微藻的培养，其特征在于，在培养过程中，加酸调节含有微藻的培养液的pH值，使加酸调节后含有微藻的培养液的瞬时pH值为5-7。
优选地，在培养过程中，多次加酸调节含有微藻的培养液的pH值，使每次加酸调节后含有微藻的培养液的瞬时pH值为5-7。
更优选地，相邻两次加酸调节的时间间隔为1-7天，更优选为1-5天。
本发明的养殖微藻的方法，通过在培养过程中加酸调节含有微藻的培养液的pH值，使加酸调节后含有微藻的培养液的瞬时pH值为5-7，可改善微藻的沉降性能，使微藻不容易沉降，降低养殖微藻的能耗，提高微藻的产量。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种养殖微藻的方法，该方法包括在培养微藻的条件下，在培养液中进行微藻的培养，其中，在培养过程中，加酸调节含有微藻的培养液的pH值，使加酸调节后含有微藻的培养液的瞬时pH值为5-7。
本发明中，加酸调节含有微藻的培养液的pH值，使加酸调节后含有微藻的培养液的瞬时pH值为5-7，由于通过微藻自身的代谢，加酸一段时间后含有微藻的培养液的pH值又会恢复到7以上，随着加酸后培养时间的延长，微藻又会出现沉降现象，因此，为了进一步改善微藻的沉降性能，在培养过程中，优选多次加酸调节含有微藻的培养液的pH值，使每次加酸调节后含有微藻的培养液的瞬时pH值为5-7。
根据本发明，加酸调节后含有微藻的培养液的瞬时pH值指的是加酸调节后0-30秒的含有微藻的培养液的pH值。
根据本发明，尽管在培养过程中，加酸调节含有微藻的培养液的pH值，使加酸调节后含有微藻的培养液的瞬时pH值为5-7，即可实现本发明的目的，即改善微藻的沉降性能，降低养殖微藻的能耗，提高微藻的产量。并且为了进一步改善微藻的沉降性能，在培养过程中，优选多次加酸调节含有微藻的培养液的pH值，使加酸调节后含有微藻的培养液的瞬时pH值为5-7。但本发明的发明人经过大量实验研究发现，在多次加酸调节含有微藻的培养液的pH值的情况下，相邻两次加酸调节的时间间隔为1-7天，尤其为1-5天，可进一步降低微藻的沉降率，提高微藻的产量。因此，相邻两次加酸调节的时间间隔优选为1-7天，更优选为1-5天。每次时间间隔可以相同也可以不同，为了便于操作，优选相同。
本发明中，1天以24小时计。
本发明中，沉降率=（OD2-OD1）/OD2×100%
OD1和OD2分别为测定时搅拌前后含有微藻的培养液的吸光值，即OD1为测定时搅拌前含有微藻的培养液的吸光值，OD2为测定时通过搅拌使含有微藻的培养液中的微藻全部悬浮在培养液中的状态下的吸光值。
本领域技术人员应该理解的是，为了不影响微藻的生长，本发明中，调节pH值所加的酸应该可以被微藻所代谢，例如，可以为醋酸或柠檬酸。优选为醋酸，在该优选情况下，可以进一步降低微藻的沉降率，提高微藻的产量。
本发明的目的在于通过在培养过程中，加酸调节含有微藻的培养液的pH值，使加酸调节后含有微藻的培养液的瞬时pH值为5-7，改善微藻的沉降性能，降低养殖微藻的能耗，提高微藻的产量。因此，本发明中，对于培养微藻的条件和培养液均无特殊要求。
对于培养微藻的条件，可以采用本领域常用的培养条件，例如，培养微藻的条件可以包括：温度为15-40℃，光强为2000-30000lux，通气量为0.5-2体积:（体积·分钟）；优选情况下，培养微藻的条件可以包括：温度为20-30℃，光强为5000-20000lux，通气量为1-2体积:（体积·分钟）。
本发明中，术语“通气量”一般以通气比来表示，通常以每分钟内通过单位体积培养液的气体体积比来表示(V／V·min)，例如通气比为1:0.1-1，简称通气量为0.1-1体积:（体积·分钟）。
本发明中，所通入的气体优选为空气与二氧化碳的混合气体，其中二氧化碳的体积含量优选为0.8-2.0%。
对于培养液，可以根据所培养的光合生物，采用本领域常用的培养液。当培养微藻时，可以采用能够提供微藻生长所需的营养元素的本领域常用的培养液，例如，BG11培养液，此为本领域技术人员所公知，在此不再赘述。
本发明中，对于微藻的种类没有特别的限制，优选为产油微藻，更优选为具有较大的产业利用价值的产油工程微藻，例如，微藻可以选自小球藻、栅藻、螺旋藻、金藻和三角褐指藻中的至少一种。
实施例
以下的实施例将对本发明作进一步的说明，但并不因此限制本发明。
在以下实施例和对比例中：
小球藻购自中国科学院水生生物研究所，培养液为BG11。
OD值：采用分光光度计，以去离子水作对照，在波长680nm处测定的含有微藻的培养液的吸光值。
沉降率=（OD2-OD1）/OD2×100%
OD1和OD2分别为测定时搅拌前后含有微藻的培养液的吸光值，即OD1为测定时搅拌前含有微藻的培养液的吸光值，OD2为测定时通过搅拌使含有微藻的培养液中的微藻全部悬浮在培养液中的状态下的吸光值。
实施例1
本实施例用于说明本发明提供的养殖微藻的方法。
将小球藻混合培养基共计3L于5L三角烧瓶中培养，小球藻接种密度为OD=0.749。控制含有小球藻的培养液的温度为25℃，光强为12000lux，通气量为1.5体积:（体积·分钟），所通入的气体为空气与二氧化碳的混合气体，其中二氧化碳的体积含量为1.5%。在培养过程中，每隔1天向培养液中加入醋酸调节含有小球藻的培养液的pH值，使加酸调节后含有小球藻的培养液的瞬时pH值为6。培养21天时测定含有小球藻的培养液的OD值，记为OD1，并充分搅拌，使含有小球藻的培养液中的小球藻全部悬浮在培养液中，测定此状态下的OD值，记为OD2，通过OD1和OD2计算沉降率。OD2和沉降率见表1。
实施例2
本实施例用于说明本发明提供的养殖微藻的方法。
将小球藻混合培养基共计3L于5L三角烧瓶中培养，小球藻接种密度为OD=0.749。控制含有小球藻的培养液的温度为30℃，光强为20000lux，通气量为2体积:（体积·分钟），所通入的气体为空气与二氧化碳的混合气体，其中二氧化碳的体积含量为0.8%。在培养过程中，每隔3天向培养液中加入醋酸调节含有小球藻的培养液的pH值，使加酸调节后含有小球藻的培养液的瞬时pH值为5。培养21天时测定含有小球藻的培养液的OD值，记为OD1，并充分搅拌，使含有小球藻的培养液中的小球藻全部悬浮在培养液中，测定此状态下的OD值，记为OD2，通过OD1和OD2计算沉降率。OD2和沉降率见表1。
实施例3
本实施例用于说明本发明提供的养殖微藻的方法。
将小球藻混合培养基共计3L于5L三角烧瓶中培养，小球藻接种密度为OD=0.749。控制含有小球藻的培养液的温度为20℃，光强为5000lux，通气量为1体积:（体积·分钟），所通入的气体为空气与二氧化碳的混合气体，其中二氧化碳的体积含量为2%。在培养过程中，每隔5天向培养液中加入醋酸调节含有小球藻的培养液的pH值，使加酸调节后含有小球藻的培养液的瞬时pH值为7。培养21天时测定含有小球藻的培养液的OD值，记为OD1，并充分搅拌，使含有小球藻的培养液中的小球藻全部悬浮在培养液中，测定此状态下的OD值，记为OD2，通过OD1和OD2计算沉降率。OD2和沉降率见表1。
实施例4
本实施例用于说明本发明提供的养殖微藻的方法。
按照实施例1的方法养殖小球藻，不同的是，每隔半天加酸调节pH值。OD2和沉降率见表1。
实施例5
本实施例用于说明本发明提供的养殖微藻的方法。
按照实施例1的方法养殖小球藻，不同的是，每隔7天加酸调节pH值。OD2和沉降率见表1。
实施例6
本实施例用于说明本发明提供的养殖微藻的方法。
按照实施例1的方法养殖小球藻，不同的是，仅在接种后加一次酸调节pH值。OD2和沉降率见表1。
实施例7
按照实施例1的方法养殖小球藻，不同的是，将醋酸替换为柠檬酸。OD2和沉降率见表1。
对比例1
按照实施例1的方法养殖小球藻，不同的是，不调节pH值。OD2和沉降率见表1。
表1
OD2 沉降率（%）
实施例1 9.180 1.0
实施例2 8.748 0.6
实施例3 8.721 1.2
实施例4 8.478 2.0
实施例5 8.624 2.6
实施例6 8.080 4.0
实施例7 7.857 2.5
对比例1 7.156 11.8
将实施例1与对比例1进行比较可以看出，采用本发明方法可降低沉降率，提高OD2，即提高微藻的产量。
将实施例1分别与实施例4-5、实施例6进行比较可以看出，多次加酸调节含有微藻的培养液的pH值，使加酸调节后含有微藻的培养液的瞬时pH值为5-7，可以进一步降低沉降率，提高微藻的产量；在多次加酸调节pH值的情况下，相邻两次加酸调节的时间间隔为1-5天，可以更进一步降低沉降率，更进一步提高微藻的产量。将实施例1与实施例7进行比较可以看出，调节pH值所加的酸为醋酸，可以进一步降低沉降率，提高微藻的产量。
本发明的养殖微藻的方法，通过在培养过程中加酸调节含有微藻的培养液的pH值，使加酸调节后含有微藻的培养液的瞬时pH值为5-7，可改善微藻的沉降性能，使微藻不容易沉降，降低养殖微藻的能耗，提高微藻的产量。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (5)

1.一种改善微藻沉降性能的养殖微藻的方法，所述方法包括在培养微藻的条件下，在培养液中进行微藻的培养，其特征在于，在培养过程中，加酸调节含有微藻的培养液的pH值，使加酸调节后含有微藻的培养液的瞬时pH值为5-7，加酸一段时间后含有微藻的培养液的pH值又恢复到7以上；
其中，所述培养微藻的条件包括：温度为15-40℃，光强为2000-30000lux；
其中，在培养过程中，多次加酸调节含有微藻的培养液的pH值，使每次加酸调节后含有微藻的培养液的瞬时pH值均为5-7，相邻两次加酸调节的时间间隔为1-7天；
其中，所述酸为醋酸或柠檬酸。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，相邻两次加酸调节的时间间隔为1-5天。
3.根据权利要求1或2所述的方法，所述培养微藻的条件还包括：通气量为0.5-2体积:(体积·分钟)。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所通入的气体为空气与二氧化碳的混合气体，其中二氧化碳的体积含量为0.8-2.0％。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述微藻选自小球藻、栅藻、螺旋藻、金藻和三角褐指藻中的至少一种。
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