CN103103127B - 一种微藻培养方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微藻培养方法，包括如下内容：微藻采用常规培养方法和条件，在微藻培养初期，在微藻培养基中添加植物提取物，植物提取物为大蒜提取物、辣椒提取物和桃叶提取物中的一种或者几种，培养基中添加植物提取物的量为10-100mg/L。本发明方法可以解决微藻开放培养的污染治理问题，同时本发明方法价格低廉、安全可靠、能有效防治杂菌和病虫害污染，并可以促进微生物的生长和有价值产品的产量。
Description
技术领域
本发明属于微藻生物技术领域，具体地说是是涉及防治微藻污染的一种培养方法。
背景技术
微藻（Chlorella vulgar）营养全面平衡，富含蛋白质、脂肪酸、多种色素、B族维生素、氨基酸、微量元素和一些生物活性代谢产物，而且同时具有抗癌、抗辐射、抗感染、抗氧化、防治高血脂症、防治便秘以及骨髓抑制等一系列生理保健功能，被广泛应用于食品、保健品、医药和能源方面，具有巨大的市场潜力和非凡的社会价值。
目前，微藻规模化培养通常采用传统的开放式大池培养，生产成本低，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，如何有效地防止杂菌和病虫害的污染是微藻规模化培养的一个关键问题，传统的方法是采用给培养液中添加抗生素的方法来抑制杂菌和敌害生物的污染，但这种方法成本不仅比较高，而且在培养几代后敌害生物也容易产生抗药性，抗生素也就失去了原有的作用。
近些年来，关于微藻培养污染的治理许多人做了研究，也这方面已经有了一些文献报道。CN98113428.9采用向微藻培养池中加入化学试剂铵盐（NH4 +）来杀灭杂菌和病虫害等污染物，这种方式的一个缺点是增加了成本，同时铵盐的增加会对微藻蛋白的后期处理及品质产生不利的影响。
郑春波等在《扁藻与金藻类生产性培养中敌害生物的防治技术》（郑春波,于诗群,姜启平等. 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）一文中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，而酸化的方法在杀灭敌害生物的同时藻本身的生长也受到了抑制。
CN200610113360.8公开了在微藻培养池中添加青蒿药物提取液，可以有效地抑制纤毛虫的生长并保证藻体本身生长不受影响，但是这种药用提取液比较单一，不能有效地抑制真菌类杂菌的污染。因此如何有效地防治污染又不对藻液有毒害是需要解决的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种微藻培养方法，本发明方法可以解决微藻开放培养的污染治理问题，同时本发明方法价格低廉、安全可靠、能有效防治杂菌和病虫害污染。
本发明微藻培养方法包括如下内容：微藻采用常规培养方法和条件，在微藻培养初期，在微藻培养基中添加植物提取物，植物提取物为大蒜提取物、辣椒提取物和桃叶提取物中的一种或者几种，培养基中添加植物提取物的量为10-100mg/L，优选为20-80mg/L。
本发明方法中，所述的微藻为小球藻、小环藻、葡萄藻、雨声红球藻等含油微藻。所用的培养基可以采用本领域常规的培养基，如可以为普通淡水培养基或海水培养基等，淡水培养基如SE培养基、D1培养基、Chu10培养基、BBM培养基、f/2培养基等，也可以使用普通的河水、湖水等淡水为培养基。所述微藻的培养条件为：培养温度为20-32℃，光照强度为1500Lux-10000Lux，每天的光照时间为9-14h。上述微藻的种类、培养基、培养条件等是本领域技术人员熟知的内容。
本发明方法中，植物提取物中优选至少包括大蒜提取物，植物提取物优选组合方案包括：大蒜提取物，大蒜提取物与辣椒提取物的混合物，大蒜提取物与桃叶提取物的混合物，大蒜提取物与辣椒提取物和桃叶提取物的混合物。使用混合植物提取物时，优选大蒜提取物至少占20%（重量），最优选为30%～60%。
本发明方法中，植物提取物的制备可以采用常规的方法，如具体为：将大蒜、辣椒或桃叶破碎，加入0.5～5倍体积的水，优选加入1～1.2倍体积的水，浸泡8～48小时，除去残渣，得到所需的植物提取液。添加时可以直接加入培养体系，也可以将上述提取液经过减压浓缩后冻干，得到固体提取物，可长时间保藏备用。需要使用混合提取物时，可以将相应的植物混合，共同进行提取物的制备。
本发明方法中，所使用的大蒜、辣椒和桃叶可以是任意品种。
本发明方法中，可以在微藻培养初期加入上述植物提取物，微藻培养初期一般为微藻培养初始的0～24小时。微藻的培养方法可以封闭式，也可以是敞开式，由于敞开式具有成本低，光利用率高等优点，本发明方法优选采用敞开式。
本发明实施方案的有益效果是：本发明不仅对微藻培养过程的丝状真菌、纤毛虫及原生动物的抑制和杀灭作用，而且添加的提取物还可以提高微藻的生长速率、生物量和脂肪酸含量，对一些微藻所产的高附加值产品虾青素也有明显的提高。本发明不仅解决了微藻开放式养殖过程中污染疾病虫害防治的问题，而且还具有操作简单，原料易得，成本低，无污染的优点，具有广泛的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明进行进一步详细的说明。
本发明方案如下：在微藻培养中，为了防止污染和抑制杂菌，在培养初期在藻液培养基中加入适量的大蒜提取物、辣椒提取物、桃叶提取物中的一种或者几种，充分搅拌均匀，对微藻进行常规性培养，来抑制和杀灭污染物。
本发明方法中，优选使用大蒜提取物，实验表明，大蒜提取物在具有良好防止污染和抑制杂菌的同时，还可以有效提高微藻的生长速率、生物量和脂肪酸含量，对一些微藻所产的高附加值产品虾青素也有明显的提高。辣椒提取物和桃叶提取物也具有良好的防止污染和抑制杂菌的功效。
实施例中植物提取物的制备方法包括：将大蒜、辣椒或桃叶充分破碎，加入等体积的水，浸泡24小时，然后滤出残渣，得到相应的提取物。
实施例1
提取物对培养过程中杂菌和病虫害污染的防治效果。
将处于对数生长期的小球藻藻液接种于20L的开放式跑道池反应器中，培养基为SE培养基，接种后小球藻的初始密度为1×106个/ml，采用不同含量的植物提取物进行培养实验。实验在25℃进行培养，培养光照为3000lux，光暗周期24h，光暗时间比为14﹕10（小时），培养6天后，用血球计数法在显微镜下观察对小球藻的数量以及杂菌和病虫害的数量进行观察计数，所得的结果如表1。
表1 添加不同植物提取物对小球藻污染的监测结果
| 提取物种类 | 提取物含量（mg/L） | 小球藻生物量（个/ml） | 杂菌和病虫害细胞数（个/ml） |
| / | 0 | 9.61×107 | 9.65×105 |
| 大蒜 | 20 | 1.05×108 | 5.62×104 |
| 辣椒 | 20 | 9.72×107 | 9.53×104 |
| 大蒜/辣椒/桃叶（重量比1﹕1﹕1） | 20 | 9.89×107 | 8.89×104 |
| 大蒜 | 40 | 1.12×108 | 1.32×104 |
| 桃叶 | 40 | 9.81×107 | 3.61×104 |
| 大蒜/辣椒/桃叶（重量比1﹕1﹕1） | 40 | 1.03×108 | 2.52×104 |
| 大蒜 | 60 | 1.19×108 | 0 |
| 大蒜/辣椒/桃叶（重量比1﹕1﹕1） | 60 | 1.06×108 | 1.21×104 |
| 大蒜 | 80 | 1.21×108 | 0 |
| 大蒜/辣椒/桃叶（重量比1﹕1﹕1） | 80 | 1.05×108 | 0 |
| 大蒜 | 100 | 1.18×108 | 0 |
从表1的结果可以看出，添加提取物后小球藻生长过程中的污染大大减少，其中大蒜提取物对污染物的抑制作用最为显著，辣椒提取物和桃叶提取物也具有理想的效果。
实施例2
不同浓度的植物提取物对微藻生物量和油脂含量的影响实验。
将处于对数生长期布朗葡萄藻液接种于10L光照反应器中，采用Chu10培养基，接种后培养液的初始密度为1.1×106个/ml，分别向培养液中加入不同的提取物进行培养，培养20天后，葡萄藻生长处于稳定期，分别离心收集藻液并进行干燥获得干燥藻粉，称重获得各自的生物量，并采用索氏提取的方法测定油脂含量。所得的结果如表2。从表2的结果可以看出，添加大蒜提取物能显著提高葡萄藻最终生物量和油脂含量，大蒜提取物优选浓度为60mg/L，生物量提高11%，与脂含量提高了12%，而辣椒、桃叶提取物对生物量和油脂含量影响不显著。
表2 添加不同提取物的葡萄藻最终的生物量和油脂含量
| 提取物种类 | 提取物含量（mg/L） | 葡萄藻最终生物量（g/l） | 油脂含量（质量%） |
| / | 0 | 2.123 | 28.56 |
| 大蒜 | 30 | 2.216 | 30.01 |
| 辣椒 | 30 | 2.126 | 28.53 |
| 桃叶 | 30 | 2.124 | 28.57 |
| 大蒜 | 60 | 2.356 | 32.13 |
| 大蒜 | 80 | 2.362 | 32.26 |
| 大蒜 | 100 | 2.345 | 31.26 |
实施例3
植物提取物对雨声红球藻产虾青素产量的影响实验。
将处于对数生长期雨声红球藻液接种于10L光照反应器中，采用SE培养基，接种后培养液的初始密度为1.15×106个/ml，分别向培养液中加入不同的提取物进行培养，培养30天后收获雨声红球藻液，对虾青素含量进行测定，所得的结果如表3。从表3可以看出，添加大蒜提取物可以显著的提高虾青素的含量，大蒜提取物优选浓度为60mg/L，此时虾青素产量提高了大约19.23%，而辣椒、桃叶提取物对虾青素产量影响并不显著。
表3 添加不同提取物的雨声红球藻的产量
| 提取物种类 | 提取物含量（mg/L） | 虾青素含量（mg/L） |
| / | 0 | 30.21 |
| 大蒜 | 20 | 32.61 |
| 辣椒 | 20 | 30.22 |
| 桃叶 | 20 | 30.24 |
| 大蒜 | 40 | 34.55 |
| 大蒜 | 60 | 36.23 |
| 大蒜 | 80 | 36.19 |
从以上实施例可以看出，本发明方法具有良好的微藻培养效果。
Claims (9)
1.一种微藻培养方法，其特征在于包括如下内容：微藻采用常规培养方法和条件，在微藻培养初期，在微藻培养基中添加植物提取物，植物提取物为辣椒提取物和/或桃叶提取物，培养基中添加植物提取物的量为10-100mg/L；所述的微藻为小球藻、小环藻、葡萄藻或雨声红球藻。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：培养基中添加植物提取物的量为20-80mg/L。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：培养基为淡水培养基或海水培养基。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：微藻的培养温度为20-32℃，光照强度为1500Lux-10000Lux，每天的光照时间为9-14h。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：植物提取物中还包括大蒜提取物。
6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于：植物提取物组合方案包括：大蒜提取物与辣椒提取物的混合物，大蒜提取物与桃叶提取物的混合物，大蒜提取物与辣椒提取物和桃叶提取物的混合物。
7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于：混合植物提取物中，大蒜提取物重量至少为20%。
8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：植物提取物的制备方法包括：将大蒜、辣椒或桃叶破碎，加入0.5～5倍体积的水，浸泡8～48小时，除去残渣，得到所需的植物提取物。
9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：微藻的培养方法采用封闭式，或者采用敞开式，微藻培养初始的0～24小时加入植物提取物。
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