CN103233057B - 污水培养混合能源微藻提高中性油脂积累的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开栏属于生物柴油生产技术领域的污水培养混合能源微藻提高中性油脂积累的方法。本发明的方法接种两种能源微藻到污水中，通过藻的光合作用吸收氮磷对污水进行深度处理，同时积累中性油脂，其过程条件易控制，生产成本低，中性油脂产量促进效果明显；本方法中用于进行生物柴油生产藻细胞培养基成本低，并且在混合培养过程中，能够促进微藻群体生物质增长，且有效促进总油脂中中性油脂的积累，提高中性油脂总产量。
Description
技术领域
本发明属于生物柴油生产技术领域，具体涉及一种将能源微藻栅藻LX1和雨生红球藻在污水中进行混合培养生产中性油脂的方法。
背景技术
能源危机与水资源/水质危机是21世纪人类面临的两大危机。基于微藻培养的污水深度处理与生物柴油生产耦合系统利用城市生活污水培养高含油微藻生产生物柴油，具有广阔的前景。然而，与普通柴油相比，目前生物柴油的高成本是制约其发展的重要瓶颈。藻细胞油脂中的中型油脂（中性油脂,Triacylglycerols,TAG）是制备生物柴油的主要原料。寻找合适的方法提高藻细胞中性油脂的产量对于微藻生物柴油成本的降低及该技术的推广具有重大的意义。
目前，调控藻细胞中性油脂积累的方法主要为生理生化方法，常见方法及存在问题包括：1）降低培养液中氮磷浓度形成环境胁迫提高藻细胞中性油脂的含量，但是氮磷浓度降低导致藻细胞生长速率减慢和总生物量减小，因此难以控制培养条件且对中性油脂产量的促进效果不明确；2）高盐度环境培养以提高藻细胞中性油脂含量，但是高盐度胁迫也会降低微藻生物质产量，提高中性油脂产量的培养条件难以控制，且需要向培养系统额外投加盐以形成高盐度，从而增加成本，难以在污水培养中进行应用。因此，需要寻求成本低、促进效果显著的调控方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种将能源微藻栅藻LX1和雨生红球藻混合培养生产中性油脂的方法。
污水培养混合能源微藻提高中性油脂积累的方法，包括以下步骤：
1）向污水中同时接种栅藻LX1（Scenedesmussp.LX1）和雨生红球藻（Haematococcuspluvialis），初始接种总干重浓度为0.006mg/L～0.008mg/L；栅藻LX1（Scenedesmussp.LX1）和雨生红球藻（Haematococcuspluvialis）的初始接种干重比为0.25～4；
2）将接种后的藻细胞置于培养箱中培养，培养条件为：光暗比为14h:10h，光照强度1100lux，温度为25℃，相对湿度为75%；培养14d。
3）最后通过高速离心机离心藻液，收获混合藻细胞。
步骤1）中所述污水为城市污水二级处理工艺的二沉池出水。
步骤1）中所述初始接种总干重浓度为0.007mg/L.
步骤1）中所述栅藻LX1（Scenedesmussp.LX1）和雨生红球藻（Haematococcuspluvialis）的初始接种干重比为4。
本发明的有益效果为：本发明的方法接种两种能源微藻到污水中，通过藻的光合作用吸收氮磷对污水进行深度处理，同时积累中性油脂，其过程条件易控制，生产成本低，中性油脂产量促进效果明显；本方法中用于进行生物柴油生产藻细胞培养基成本低，并且在混合培养过程中，能够促进微藻群体生物质增长，且有效促进总油脂中中性油脂的积累，提高中性油脂总产量。两种微藻的初始接种干重比（栅藻LX1：雨生红球藻）为4时，混合培养对微藻中性油脂产量的促进作用最明显。
附图说明
图1是初始干重比为4的栅藻LX1和雨生红球藻混合藻种以污水培养基培养14天的中性油脂产量及含量。
图2是初始干重比为1的栅藻LX1和雨生红球藻混合藻种以污水为培养基培养14天的中性油脂产量及含量。
图3是初始干重比为0.25的栅藻LX1和雨生红球藻混合藻种以污水培养基培养14天的中性油脂产量及含量。
具体实施方式
本发明中所用到的栅藻LX1（Scenedesmussp.LX1）由清华大学分离所得，已于专利CN101565674A中公开，并在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，简称CGMCC，保藏号为No.3036。雨生红球藻购自中国科学院淡水藻种库（武汉），编号为FACHB-712。
以下实例中使用的城市污水二级出水取自北京市高碑店污水处理厂，其二级处理工艺采用活性污泥法，水质指标如表1所示。
表1高碑店二级出水水质
以下实例中的中性油脂的测定方法采用酶比色试剂盒法。油脂含量测定结束之后，将干燥油脂溶解在0.4mL异丙醇中，再通过酶比色试剂盒法测定油脂中的中性油脂含量。测定步骤如表2所示。以三油酸甘油酸作为标准。
表2酶比色试剂盒法测定中性油脂的步骤
按照表2加入各试剂并混匀后，37℃水浴5min，用分光光度计比色，以空白管调零，于500nm波长下测各管溶液的吸光度，利用式1计算中性油脂含量。
实施例1
向北京高碑店污水厂二级出水中接种栅藻LX1和雨生红球藻的混合藻种，初始接种干重浓度为0.007mg/L，初始干重比为4（栅藻LX1：雨生红球藻），并分别设置栅藻LX1和雨生红球藻的单一培养的对照组，在光暗比为14h:10h，温度为25℃，相对湿度为75%，光照强度为1100lux的条件下培养，第14d培养结束。通过12000rpm离心收获藻细胞并测定生物质及中性油脂。
结果如图1所示，初始干重比为4的混合藻种条件下中性油脂的合成得到了明显的促进（p<0.05），与对照组相比，总油脂中中性油脂含量比栅藻LX1和雨生红球藻的单一培养分别提高60.8%和183.1%。中性油脂产量为0.008mg/L，比栅藻LX1和雨生红球藻的单一培养分别提高46.6%和127%。
实施例2
向北京高碑店污水厂二级出水中接种栅藻LX1和雨生红球藻的混合藻种，初始接种干重浓度为0.007mg/L，初始干重比为1（栅藻LX1：雨生红球藻），并分别设置栅藻LX1和雨生红球藻的单一培养的对照组，在光暗比为14h:10h，温度为25℃，相对湿度为75%，光照强度为1100lux的条件下培养，第14d培养结束通过12000rpm离心收获藻细胞并测定生物质及中性油脂。
结果如图2所示，初始干重比为1的混合藻种条件下中性油脂的合成得到了明显的促进（p<0.05），与对照组相比，总油脂中中性油脂含量比栅藻LX1和雨生红球藻的单一培养分别提高120.4%和268.9%。中性油脂产量为0.007mg/L，比栅藻LX1和雨生红球藻的单一培养分别提高29.1%和100%。
实施例3
向北京高碑店污水厂二级出水中接种栅藻LX1和雨生红球藻的混合藻种，初始接种干重浓度为0.007mg/L，初始干重比为0.25（栅藻LX1：雨生红球藻），并分别设置栅藻LX1和雨生红球藻的单一培养的对照组，在光暗比为14h:10h，温度为25℃，相对湿度为75%，光照强度为1100lux的条件下培养，第14d培养结束通过12000rpm离心收获藻细胞并测定生物质及中性油脂。
结果如图3所示，初始干重比为1的混合藻种条件下中性油脂的合成得到了明显的促进（p<0.05），与对照组相比，总油脂中中性油脂含量比栅藻LX1和雨生红球藻的单一培养分别提高59.3%和166.7%。中性油脂产量为0.006mg/L，比栅藻LX1和雨生红球藻的单一培养分别提高13.9%和76.5%。
Claims (3)
1.污水培养混合能源微藻提高中性油脂积累的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)向污水中同时接种栅藻LX1(Scenedesmussp.LX1)和雨生红球藻(Haematococcuspluvialis)，初始接种总干重浓度为0.006mg/L～0.008mg/L；栅藻LX1(Scenedesmussp.LX1)和雨生红球藻(Haematococcuspluvialis)的初始接种干重比为4；
2)将接种后的藻细胞置于培养箱中培养，培养条件为：光暗比为14h:10h，光照强度1100lux，温度为25℃，相对湿度为75％；培养14d；
3)最后通过高速离心机离心藻液，收获混合藻细胞。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤1)中所述污水为城市污水二级处理工艺的二沉池出水。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤1)中所述初始接种总干重浓度为0.007mg/L。
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| 无机碳源对栅藻LX1生长及油脂积累特性的影响;李鑫等;《环境科学》(第08期);2260-2266 * |
| 栅藻LX1和雨生红球藻的胞外产物产生特性及其对藻细胞生长的影响;贾胜兰等;《生态环境学报》(第04期);635-639 * |
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