CN103224889B

CN103224889B - 一种微藻培养基及其应用

Info

Publication number: CN103224889B
Application number: CN201310189796.5A
Authority: CN
Inventors: 李自英; 苟万里; 武玉强; 王鹏; 郑玉莲
Original assignee: Qingdao Vland Biotech Group Co Ltd
Current assignee: Qingdao Vland Biotech Group Co Ltd
Priority date: 2013-05-21
Filing date: 2013-05-21
Publication date: 2015-04-15
Anticipated expiration: 2033-05-21
Also published as: CN103224889A

Abstract

本发明的目的是提供一种微藻培养基及其应用，即一种防止微藻附壁结团的培养基，该培养基使用简单方便，能有效抑制微藻附壁结团，从而简化微藻的生产工艺，减小对生产设备的损耗。本发明的培养基由硝酸盐、尿素（CON₂H₄）、磷酸氢盐和/或磷酸二氢盐、硅酸盐、微量元素、阿拉伯胶、海藻多糖和卡拉胶组成。本发明所述培养基配制方法简单，使用方便，可应用于多种微藻的培养，能有效防止微藻附壁结团，从而大大减少实验室培养的工作量，降低封闭式反应器的清洗难度，延长光生物反应器的使用寿命，为微藻的工业化生产提供了保障。

Description

一种微藻培养基及其应用

技术领域

本发明属于藻类培养技术领域，具体涉及一种微藻培养基及其应用，即一种防止微藻附壁结团的培养基及其使用方法。

背景技术

微藻在水体中具有多种作用，一方面可直接作为虾、蟹、贝及鱼类幼体的基础饵料，或培养轮虫、枝角类、桡足类等动物性饵料，起间接饵料作用；另一方面藻类经光合作用能增加水体溶解氧，并能降低水中的亚硝氮、氨氮，稳定水质，维护良性生态循环系统，因此，微藻是水产养殖中影响水质的关键因素。目前在水产经济动物生产中微藻被广泛应用，作为虾蟹类的幼体、海参、鱼苗、贝类的优良开口饵料，可以极大地提高种苗的成活率。微藻藻粉蛋白为优质蛋白，且富含不饱和脂肪酸、维生素及各种矿物质，因此在商业化养殖场，通常在饲料中添加藻类干粉以补充营养，可极大地提高产品的市场价值，对维持水产动物正常生长和健康养殖、提高存活率和繁殖率具有极为重要的作用。随着人们对水产品需求的飞速增长，水产养殖快速发展，改善养殖环境、提高养殖产量、处理养殖污染成为摆在人们面前的几个大课题。微藻技术的快速发展和应用，成为解决这些问题的重要方法。

微藻在实验室摇瓶培养过程中，需每天摇动数次防止其附壁和下沉，不仅大大增加了实验室人员的工作量，而且一旦出现结团或附壁现象，则很难将其分离开来，尤其在需要进行细胞计数及分离细胞提取功能性物质的情况下，会造成实验数据不准确。

在工业级实验室使用的各种封闭式反应器中，微藻易附着于内壁，影响光生物反应器的透光性和培养效果，限制了其生产上的应用。就反应器功能和技术性能而言，结构实际上并不复杂，只要反应器能够对藻液的CO₂、pH和营养原料进行控制，满足微藻生长参数的需要，微藻就可以在反应器中快速生长。不同结构的反应器，区别仅是培养微藻效率的不同，但是无论何种结构的封闭式反应器，都需控制和在线检测系统简单，能够避免检测元件受微藻附壁的影响；如果不能解决对附着在反应器内壁的微藻进行自动清洗的问题，则没有工业化应用的前景。为解决此问题，有研究通过不断改善反应器结构以防止微藻附壁，使反应器可长时间高效率的培养微藻，如气提式循环水藻类培养系统、多层次可抑制微藻附壁生长的大容量箱式光生物反应器，但这些设备成本较高，且在抑制微藻附壁生长方面的功效并不是很理想。因此为了实现微藻的工业化生产，急需一种更为简单、应用广泛的方法来防止微藻附壁结团。

发明内容

本发明的目的是提供一种微藻培养基及其应用，即一种防止微藻附壁结团的培养基，该培养基使用简单方便，能有效抑制微藻附壁结团，从而简化微藻的生产工艺，减小对生产设备的损耗。

本发明的培养基，由硝酸盐、尿素（CON₂H₄）、磷酸氢盐和/或磷酸二氢盐、硅酸盐、微量元素、阿拉伯胶、海藻多糖和卡拉胶组成。

所述硝酸盐优选为NaNO₃和/或KNO₃。

所述磷酸氢盐优选为Na₂HPO₄和/或K₂HPO₄。

所述磷酸二氢盐优选为NaH₂PO₄和/或KH₂PO₄。

所述硅酸盐优选为Na₂SiO₃和/或K₂SiO₃。

本发明所述的培养基，其优选由NaNO₃、CON₂H₄、NaH₂PO₄、Na₂SiO₃、微量元素、阿拉伯胶、海藻多糖和卡拉胶组成；

其中微量元素由FeCl₃、Na₂EDTA、CuSO₄、Na₂MoO₄、ZnSO₄、CoCl₂和MnCl₂组成。

上述培养基各组分及其质量百分比含量分别为NaNO₃3～10%、CON₂H₄3～10%、NaH₂PO₄0.5～1.5%、Na₂SiO₃2.5～10%、微量元素1.0～1.5%、阿拉伯胶5～10%、海藻多糖60～70%和卡拉胶5～10%；

其中微量元素的组分及其质量百分比含量分别为：FeCl₃40～45%、Na₂EDTA54.5～59%、CuSO₄0.1～0.15%、Na₂MoO₄0.05～0.1%、ZnSO₄0.1～0.4%、CoCl₂0.05～0.15%、MnCl₂0.1～0.3%。

上述培养基各组分及其质量百分比含量分别优选为NaNO₃10%、CON₂H₄3%、NaH₂PO₄1.5%、Na₂SiO₃10%、微量元素1.5%、阿拉伯胶5%、海藻多糖64%和卡拉胶5%；其中微量元素的组分及其质量百分比含量分别优选为：FeCl₃41.4%、Na₂EDTA57.8%、CuSO₄0.14%、Na₂MoO₄0.08%、ZnSO₄0.25%、CoCl₂0.12%、MnCl₂0.21%。

本发明另一方面提供了上述培养基的使用方法为：按上述组分按比例分别称取培养基组分，按质量体积比1-3‰加水，高温灭菌或煮沸；完全冷却后，加入上述比例的微量元素，搅拌均匀，即可按常规操作接种培养各种微藻。

上述培养基适用于绿藻、硅藻和金藻等微藻的培养。

所述微藻优选栅藻、微尼双眉藻和桑葚实球藻。

本发明所述培养基配制方法简单，使用方便，可应用于多种微藻的培养，能有效防止微藻附壁结团，从而大大减少实验室培养的工作量，降低封闭式反应器的清洗难度，延长光生物反应器的使用寿命，为微藻的工业化生产提供了保障。

附图说明

图1：本发明的培养基培养桑葚实球藻的细胞密度变化图。

具体实施方式

申请人经过长期的筛选发现,阿拉伯胶、海藻多糖和卡拉胶这三种物质通过协同作用能有效的抑制微藻附壁结团,从而促成了本发明。

本发明所述原料和设备可选自市售任一产品，例如：NaNO₃、CON₂H₄、NaH₂PO₄、Na₂SiO₃、FeCl₃、Na₂EDTA、CuSO₄、Na₂MoO₄、ZnSO₄、CoCl₂、MnCl₂、阿拉伯胶和卡拉胶均可购自国药集团；海藻多糖可购自陕西杰弗高科实业有限公司。

实施例1

一种防止微藻附壁结团的培养基，其组分及其质量百分比含量分别为NaNO₃3%、CON₂H₄6%、NaH₂PO₄0.5%、Na₂SiO₃2.5%、微量元素1%、阿拉伯胶7%、海藻多糖70%和卡拉胶10%。

上述培养基中微量元素的组分及其质量百分比含量分别为：FeCl₃40%、Na₂EDTA59%、CuSO₄0.1%、Na₂MoO₄0.05%、ZnSO₄0.4%、CoCl₂0.15%、MnCl₂0.3%。

实施例2

一种防止微藻附壁结团的培养基，其组分及其质量百分比含量分别为NaNO₃10%、CON₂H₄3%、NaH₂PO₄1.5%、Na₂SiO₃10%、微量元素1.5%、阿拉伯胶5%、海藻多糖64%和卡拉胶5%。

上述培养基中微量元素的组分及其质量百分比含量分别为：FeCl₃41.4%、Na₂EDTA 57.8%、CuSO₄0.14%、Na₂MoO₄0.08%、ZnSO₄0.25%、CoCl₂0.12%、MnCl₂0.21%。

实施例3

一种防止微藻附壁结团的培养基，其组分及其质量百分比含量分别为NaNO₃6%、CON₂H₄10%、NaH₂PO₄1%、Na₂SiO₃5%、微量元素1.3%、阿拉伯胶10%、海藻多糖60%和卡拉胶6.7%。

上述培养基中微量元素的组分及其质量百分比含量分别为：FeCl₃45%、Na₂EDTA 54.5%、CuSO₄0.15%、Na₂MoO₄0.1%、ZnSO₄0.1%、CoCl₂0.05%、MnCl₂0.1%。

实施例4

1.材料与方法

1.1藻种：栅藻

1.2实验方法

称取实施例1所述培养基组分（微量元素除外）共1g，加自来水1000mL，115℃灭菌30min；完全冷却后，加入按比例称取的微量元素，搅拌均匀，分装至500mL已灭菌三角瓶内，每瓶300mL。对照组为淡水f/2培养液，每一实验组设2个平行，培养一周后观察藻细胞生长情况。

培养条件：接种量5%，温度25℃，光照3000～5000lx，L:D=12:12

2.实验结果

培养结果表明，对照组的栅藻细胞完全沉降至三角瓶底部，部分附壁，结团较严重；而应用实施例1培养基的实验组藻液颜色均匀，无结团细胞，表明使用本发明的培养基培养栅藻，能有效防止栅藻附壁结团。

实施例5

1.材料与方法

1.1藻种：微尼双眉藻

1.2实验方法

称取实施例2所述培养基组分（微量元素除外）共2g，加自来水1000mL，115℃灭菌30min；完全冷却后，加入按比例称取的微量元素，搅拌均匀，分装至500mL已灭菌三角瓶内，每瓶300mL。对照组为淡水f/2培养液，每一实验组设2个平行，培养一周后观察藻细胞生长情况。

培养条件：接种量10%，温度25℃，光照3000～5000lx，L:D=12:12

2.实验结果

培养结果表明，对照组的微尼双眉藻细胞结团严重，细胞均以结团状态存在；而本发明实施例2培养基培养的藻液颜色均匀，结团细胞明显减少，表明使用本发明的培养基培养微尼双眉藻，能有效防止微尼双眉藻附壁结团。

实施例6

1.材料与方法

1.1藻种：桑葚实球藻

1.2实验方法

本实验设备采用可高温灭菌的搅拌式光生物反应器。按质量体积比为3‰的比例称取实施例3所述培养基组分（微量元素除外），加入反应器中，加水灭菌煮沸，完全冷却后，加入按比例称取的微量元素，打开搅拌300～400r/min搅拌均匀，即可接种培养。

光照培养箱培养：500mL三角瓶内装300mL培养液，光照强度为3000～5000lx，L:D=12:12，培养温度为25℃，培养14d。

光生物反应器培养：将培养至对数期的藻种以一定的移种量移入7L玻璃搅拌式光生物反应器中培养，培养周期13d，光生物反应器装液量5L(接种后体积)，连续光照，反应器内表面的光照强度为2000～5000lx，培养温度25℃，搅拌转速0r/min，通气量100L/h。保持接种时的OD值不变。

对照组为f/2培养液配方，控制其N含量与本产品相同。此实验重复两次。

1.3细胞密度测定

采用血球板计数法。每2天定时取样测定细胞密度变化。

2.实验结果

2.1桑葚实球藻细胞密度变化

桑葚实球藻细胞密度变化如图1所示。从图1可以看出，使用本发明的培养基培养的桑葚实球藻细胞量与相同N含量的f/2培养基相差不大。说明本产品不影响细胞的正常生长繁殖。

2.2搅拌式反应器变化

使用普通f/2培养基的反应器内壁及内部结构上存在大量藻细胞贴壁，而且不易清洗，后期工作耗费时间长；而实验组细胞贴壁现象明显减轻，只需在放料后，用水简单冲洗反应器，即基本干净，非常方便，同时能节省大量工时和能耗，大大简化了整个生产工艺，也减少了对反应器的损耗。

本发明所述培养基还适用于其他绿藻、硅藻和金藻等微藻的培养，且防止附壁结团的效果显著。

Claims

1.一种微藻培养基，其特征在于，所述的微藻培养基的制备方法如下：培养基各组分及其质量百分比含量分别为NaNO₃3～10%、CON₂H₄3～10%、NaH₂PO₄ 0.5～1.5%、Na₂SiO₃ 2.5～10%、微量元素1.0～1.5%、阿拉伯胶5～10%、海藻多糖60～70%和卡拉胶5～10%；上述组分称取混合后按质量体积比1-3‰加水稀释制成；且微量元素的组分及其质量百分比含量分别为：FeCl₃ 40～45%、Na₂EDTA 54.5～59%、CuSO₄0.1～0.15%、Na₂MoO₄ 0.05～0.1%、ZnSO₄ 0.1～0.4%、CoCl₂ 0.05～0.15%、MnCl₂ 0.1～0.3%。

2.如权利要求1所述的培养基，其特征在于所述的培养基各组分及其质量百分比含量分别为NaNO₃10%、CON₂H₄3%、NaH₂PO₄1.5%、Na₂SiO₃ 10%、微量元素1.5%、阿拉伯胶5%、海藻多糖64%和卡拉胶5%；其中微量元素的组分及其质量百分比含量分别为：FeCl₃ 41.4%、Na₂EDTA 57.8%、CuSO₄ 0.14%、Na₂MoO₄ 0.08%、ZnSO₄ 0.25%、CoCl₂ 0.12%、MnCl₂ 0.21%。