CN110699258B - 一种提高小球藻藻细胞生物量的培养方法 - Google Patents

一种提高小球藻藻细胞生物量的培养方法 Download PDF

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Abstract

一种提高小球藻藻细胞生物量的培养方法，包括，在光反应器加入培养基，高温灭菌后接入蛋白核小球藻；一段时间后接入纳豆枯草芽孢杆菌；在一定光强和温度件下通入压缩空气进行培养；获得小球藻及纳豆枯草芽孢杆菌生物质。本发明的培养方法通过构建双菌协同共培养体系，促进了小球藻生物质产量的提升，克服了小球藻养殖过程中普遍存在的生物量低造成养殖成本高的问题。将纳豆枯草芽孢杆菌应用于藻类培养过程中，纳豆枯草芽孢杆菌是公认安全的益生菌，双菌协同共培养工艺所获得的小球藻及纳豆枯草芽孢杆菌生物质都属于安全无毒产品，根据商业化应用的不同需要，可进行下一步深加工。

Description

一种提高小球藻藻细胞生物量的培养方法
技术领域
本发明涉及藻类养殖技术领域，具体涉及小球藻养殖过程中提高藻细胞生物量的培养方法。
背景技术
光合藻类已广泛应用于人类健康食品，医药以及高附加值动物饲料领域，此外，全球范围内的环境污染以及潜在的能源危机使以藻类生物质为原料制备生物液体燃料的研发日益受到重视(Zhang,W.,P.Zhang,H.Sun,M.Chen,S.Lu and P.Li.Effects of variousorganic carbon sources on the growth and biochemical composition of Chlorellapyrenoidosa.Bioresour Technol,2014,173:52-58)。小球藻，是一类普生性单细胞绿藻。小球藻藻细胞富含多种高价值化合物，40％左右蛋白质，蛋白质中氨基酸种类齐全，包含人体必需八种氨基酸，且组成平衡；25％左右脂类，且不饱和脂肪酸含量高于许多植物；20％左右的糖类，其中包含具有藻类细胞特征的活性多糖及植物生长因子等；5％左右的纤维素；10％左右的维生素以及微量元素，其中维生素有VB1、VB2、VB6、VB12、VE、VC、烟酸、叶酸、泛酸以及生物素等；微量元素有K、Na、Ca、P、Mg、Fe等。小球藻全面而均衡的营养价值使其在功能性食品领域具备较高的应用价值，***粮农组织将小球藻列为21世纪人类绿色营养源健康食品，小球藻胞内生物活性物质已被证实可以提高机体免疫力，具备抗肿瘤，防治动脉硬化及抗辐射等多种生理功效(符虹宇，李雁群，蔡奇珍，等.蛋白核小球藻培养液的循环利用，广东海洋大学学报，2019年，第39卷，第4期，第49-55页)。同时，小球藻胞内的油脂含量在氮胁迫条件下可显著提升至50-70％，使其成为潜力巨大的生物液体燃料来源之一。综上所述，小球藻的开发和利用具备极为广阔的市场前景。而规模化培养并获得小球藻生物质是开展各项应用研究的前提条件。因此，针对小球藻的养殖***开发提高小球藻生物量的培养工艺是亟待进行的，生物量的提高对于整个小球藻产业成本控制也将产生积极的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高小球藻藻细胞生物量的培养方法，以解决小球藻培养过程中普遍存在的藻细胞浓度较低的问题。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案具体如下：
一种提高小球藻藻细胞生物量的培养方法，包括以下步骤：
S1：在光反应器加入培养基，高温灭菌后接入蛋白核小球藻；
S2：一段时间后接入纳豆枯草芽孢杆菌；
S3：在一定光强和温度件下通入压缩空气进行培养；
S4：获得小球藻细胞生物质。
进一步的，S1与S2中的小球藻与纳豆枯草芽孢杆菌的接种个数比为1～5:10～1。
进一步的，所述步骤S2具体包括：0～72小时后接入纳豆枯草芽孢杆菌进行双菌协同共培养；
进一步的，所述步骤S3具体包括：在光强50μEm-2s-1，温度30℃条件下通入0.1vvm的压缩空气进行培养。
进一步的，所述培养基为BG11培养基。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明的培养方法通过构建双菌协同共培养体系，促进了小球藻生物质产量的提升，克服了小球藻养殖过程中普遍存在的生物量低造成养殖成本高的问题；
本发明的培养方法将纳豆枯草芽孢杆菌应用于藻类培养过程中，纳豆枯草芽孢杆菌是公认安全的益生菌，双菌协同共培养工艺所获得的小球藻及纳豆枯草芽孢杆菌生物质都属于安全无毒产品，根据商业化应用的不同需要，可进行下一步深加工。
附图说明
图1是本发明实施例1中玻璃光反应器中小球藻单独培养及纳豆枯草芽孢杆菌与小球藻按1:10接种量，小球藻培养初始0小时接种的共培养条件下培养体系中小球藻叶绿素含量的变化曲线；
图2是本发明实施例2中玻璃光反应器中小球藻单独培养及纳豆枯草芽孢杆菌与小球藻按1:1接种量，小球藻培养24小时后接种的共培养条件下培养体系中小球藻叶绿素含量的变化曲线；
图3是本发明实施例3中玻璃光反应器中小球藻单独培养及纳豆枯草芽孢杆菌与小球藻按5:1接种量，小球藻培养72小时后接种的共培养条件下培养体系中小球藻叶绿素含量的变化曲线。
具体实施方式：
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做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。本发明所用蛋白核小球藻为中国科学院淡水藻种库保藏，编号FACHB-5；所用纳豆枯草芽孢杆菌为中国工业微生物菌种保藏管理中心保藏，编号CICC10262。
实施例1
在小球藻培养初始0小时，按照纳豆枯草芽孢杆菌与小球藻藻细胞1:10的接种比例，将纳豆枯草芽孢杆菌接入培养体系的应用。
具体方法为，500mL光反应器加入BG11培养基，高温灭菌后接入4×107个蛋白核小球藻，同时接入4×106个纳豆枯草芽孢杆菌，在光强50μEm-2s-1，温度30℃条件下通入0.1vvm的压缩空气进行培养。
附图1所示为单独培养和共培养体系中以总叶绿素含量表征的蛋白核小球藻生物量的变化趋势。如图1可知，采用共培养工艺，小球藻生物量在整个培养过程中获得明显提升，单独培养小球藻可稳定获得30-36mg/L叶绿素含量，而共培养可稳定获得42-48mg/L，分别取最高值计算，生物量可提高33％。
实施例2
在小球藻培养24小时，按照纳豆枯草芽孢杆菌与小球藻藻细胞1:1的接种比例，将纳豆枯草芽孢杆菌接入培养体系的应用。
具体方法为，500mL光反应器加入BG11培养基，高温灭菌后接入4×107个蛋白核小球藻，小球藻培养24小时后接入4×107个纳豆枯草芽孢杆菌，在光强50μEm-2s-1，温度30℃条件下通入0.1vvm的压缩空气进行培养。
如附图2可知，本实施例中对照单独培养小球藻培养工艺可稳定获得33-41mg/L叶绿素含量，而共培养可稳定获得82-85mg/L，分别取最高值计算，生物量可提高107％。
实施例3
在小球藻培养72小时，按照纳豆枯草芽孢杆菌与小球藻藻细胞5:1的接种比例，将纳豆枯草芽孢杆菌接入培养体系的应用。
具体方法为，500mL光反应器加入BG11培养基，高温灭菌后接入4×107个蛋白核小球藻，小球藻培养72小时后接入2×108个纳豆枯草芽孢杆菌，在光强50μEm-2s-1，温度30℃条件下通入0.1vvm的压缩空气进行培养。
如附图3可知，本实施例中对照单独培养小球藻培养工艺可稳定获得30-35mg/L叶绿素含量，而共培养可稳定获得43-45mg/L，分别取最高值计算，生物量可提高28％。。

Claims (2)

1.一种提高小球藻藻细胞生物量的培养方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在光反应器加入培养基，高温灭菌后接入蛋白核小球藻（ Chlorella pyrenoidosa ）；
S2：0～72小时后接入纳豆枯草芽孢杆菌( Bacillus natto ) 进行双菌协同共培养，S1与S2中的小球藻与纳豆枯草芽孢杆菌的接种个数比为1～5:10～1；
S3：在光强50μEm-2s-1，温度30℃条件下通入0.1vvm的压缩空气进行培养；
S4：获得小球藻细胞生物质。
2.根据权利要求1所述的培养方法，其特征在于，所述培养基为BG11培养基。
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