CN101591625A

CN101591625A - 一种高效经济的光合细菌浓缩方法

Info

Publication number: CN101591625A
Application number: CNA2009100543007A
Authority: CN
Inventors: 黄旭雄; 严佳琦
Original assignee: Shanghai Maritime University
Current assignee: Shanghai Maritime University; Shanghai Ocean University
Priority date: 2009-07-02
Filing date: 2009-07-02
Publication date: 2009-12-02

Abstract

本发明公开了一种光合细菌的浓缩方法，其特征是在光合细菌菌液中添加225毫克/升菌液的壳聚糖作为絮凝剂，并加入0.8g/L的氯化钙溶液作为助凝剂，用乙酸调节pH至6.0～6.5，先快速搅拌3分钟，随后缓慢搅拌20分钟，最后静置12小时，收集沉淀，即得到浓缩后的光合细菌菌液。光合细菌的浓缩回收率可达84％以上。采用本发明浓缩后的光合细菌与传统离心方法采收的菌进行再培养比较，两者的生长效率无显著差别。本发明操作方便，效率高，成本低廉，使用安全，可用于大规模生产性的光合细菌高效浓缩。

Description

一种高效经济的光合细菌浓缩方法

技术领域

本发明涉及一种从光合细菌培养液中浓缩光合细菌细胞的方法。即利用壳聚糖作为絮凝剂，在合适的助凝剂和絮凝条件下絮凝并沉淀光合细菌细胞，从而达到浓缩光合细菌的目的。本发明是一种高效、经济、环保的浓缩方法，且浓缩过程对光合细菌的细胞活力无显著负面影响，可保持高的细胞活性。

背景技术

光合细菌又称光养细菌，是一群能在厌氧光照条件下进行不产氧光合作用的革兰氏阴性细菌，具多样、灵活的代谢途径及广泛的生态意义和应用价值。它广泛分布于海洋、湖泊等自然水环境中，是所处环境中物质循环和能量流动的重要组成部分。光合细菌因具有调节改善水质，补充养殖动物营养，预防疾病发生等功效，被广泛应用于水产养殖中。但光合细菌作为一类微生物，其功效的发挥依赖于菌细胞的活性，只有或得细胞才能发挥应有的功效。另一方面，人工培养光合细菌的条件和要求较高，普通养殖户一般没有条件自己开展光合细菌的培养。目前水产养殖生产中使用的光合细菌多由专业企业生产并销售，且基本上以原始培养液的形式销售，单位水体的有效菌含量相对低(10⁹cell/mL)，运输和保存成本高。若能将培养液中的光合细菌细胞进行高效浓缩并保持细胞活力，则可以大大降低光合细菌产品的包装和运输成本，降低光合细菌的使用成本，扩大光合细菌的应用。

目前水体中微生物的浓缩收集技术大致有黑暗自然沉淀法，高速离心法，超滤法和化学试剂絮凝法等四大类。其中，高速离心法速度快，但生产性离心设备昂贵，且能耗大。黑暗自然沉淀法虽然环保节能，但所需浓缩时间很长，影响菌细胞活力，效率极低。超滤法的能耗比离心法低，但耗时也较长，效率也不高。而絮凝是一种行之有效的水体微生物浓缩技术，并正逐步代替以往的浓缩方法，在制药、污水处理等众多领域中大量运用。但常规的絮凝法一般采用无机絮凝剂或高分子有机絮凝剂，如明矾等三价阳离子(Al3+，Fe3+等)、聚丙烯酰胺等，虽然浓缩效果可与离心法相媲美，但絮凝剂的残留却会对采收的微生物活性，环境、养殖动植物甚至人体造成危害。因此，发明一种采收效率高，所需设备简单，耗时短且无毒副作用的采收方法很重要。

发明内容

本发明提供一种高效、经济、无毒害的浓缩光合细菌的方法，使用该方法浓缩后的光合细菌仍能保持很高的菌活力，并且使浓缩所需时间大大降低。

为达上述目的，本发明所采用的技术方案是：在光合细菌菌液中添加壳聚糖作为絮凝剂，添加氯化钙作为助凝剂，并通过搅拌以及调节pH等方法实现光合细菌的高效浓缩。

所述的一种高效经济的浓缩光合细菌方法，其浓缩步骤为：1)将待浓缩的光合细菌菌液装入圆柱形容器中；2)加入助凝剂氯化钙溶液，混合均匀；3)加入溶于乙酸的壳聚糖絮凝剂溶液，并调节pH，持续快速搅拌3分钟；4)随后缓慢搅拌20分钟；5)静置12小时后，弃去上层清液，收集底部絮凝物；6)用氢氧化钠溶液调节絮凝物的pH为中性偏弱碱性。

所述的一种高效经济的浓缩光合细菌方法，其絮凝剂壳聚糖的添加量为225毫克/升菌液。

所述的一种高效经济的浓缩光合细菌方法，其絮凝剂壳聚糖用10％的乙酸溶液溶解。

所述的一种高效经济的浓缩光合细菌方法，其絮凝时用乙酸将pH值调节为6～6.5之间的弱酸性。

所述的一种高效经济的浓缩光合细菌方法，其助凝剂氯化钙添加量为0.8g/升菌液。

本发明与现有技术相比，其优点为：絮凝剂的添加量小，絮凝效果好；絮凝剂为天然无毒产品，并可生物降解，来源广泛；浓缩后的光合细菌仍保持高的细胞活力。可大大降低光合细菌产品运输保存的成本。方法简便易操作，具有较强的实际应用性。

具体实施方式

以下详细说明本发明的实施例。

实施例：

絮凝剂：将13.5克壳聚糖溶于900毫升10％乙酸制得。

助凝剂：将48克氯化钙溶于500毫升蒸馏水制得。

在装有60升光合细菌菌液的透明锥形圆桶(底部有排水阀门)中加入助凝剂，充气搅拌混合均匀，然后加入絮凝剂，边剧烈充气边加入絮凝剂，并检测调节PH为6.0。3分钟后，减小充气量，缓慢搅拌20分钟。随后静置12小时，将絮凝沉淀物从底部阀门放出，收集到5升的烧瓶中，用1N的氢氧化钠溶液调节絮凝物的pH至7.5。如此，将原始菌液中光合细菌的细胞浓度浓缩了近10倍。

实施效果：

光合细菌菌液浓度采用吸光度(OD)衡量，用分光光度计在530nm波长处测定光合细菌菌液的吸光度(OD)。

浓缩前菌液上层液OD值为2.222，浓缩后菌液上层液OD值为0.35，回收率达84％以上。将所收集的浓缩光合细菌重新接种进行培养，以离心法浓缩收集的光合细菌为对照，经过8天再培养，测定两者的培养液中的光合细菌生物量，絮凝法为4.87±0.34克；离心法为4.31±0.30克，表明采用本发明的浓缩方法，获得的浓缩光合细菌的活力和生长特性与离心法相当，不影响光合细菌活力的同时，同时大大节约了能耗。

Claims

1、一种高效经济的光合细菌浓缩方法，其浓缩步骤为：1)将待浓缩的光合细菌菌液装入圆柱形容器中；2)加入助凝剂氯化钙溶液，混合均匀；3)加入溶于乙酸的壳聚糖絮凝剂溶液，并调节pH，持续快速搅拌3分钟；4)随后缓慢搅拌20分钟；5)静置12小时后，弃去上层清液，收集底部絮凝物；6)用氢氧化钠溶液调节絮凝物的pH为中性偏弱碱性。

2、如权利要求1所述的一种高效经济的光合细菌浓缩方法，其絮凝剂壳聚糖的添加量为225毫克/升菌液。

3、如权利要求1所述的一种高效经济的光合细菌浓缩方法，其絮凝剂壳聚糖用10％的乙酸溶液溶解。

4、如权利要求1所述的一种高效经济的光合细菌浓缩方法，其用乙酸将pH值调节为6～6.5之间的弱酸性。

5、如权利要求1所述的一种高效经济的光合细菌浓缩方法，其助凝剂氯化钙添加量为0.8g/升菌液。