CN103275877A

CN103275877A - 一种裂殖壶菌的收集方法

Info

Publication number: CN103275877A
Application number: CN2013102323173A
Authority: CN
Inventors: 张晋阳; 王琳; 刘敏胜
Original assignee: ENN Science and Technology Development Co Ltd
Current assignee: ENN Science and Technology Development Co Ltd
Priority date: 2013-06-09
Filing date: 2013-06-09
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2033-06-09
Also published as: CN103275877B

Abstract

本发明公开了一种裂殖壶菌的收集方法，所述方法包括将裂殖壶菌发酵液的pH值调节至≤8.5之后，再加入絮凝剂进行预处理。本发明的方法可以收集裂殖壶菌发酵液中不易用传统离心方法收获的高含油细胞，并且在降低了絮凝剂的使用量的同时大大提高了最终获得的浓缩物料收得率。

Description

一种裂殖壶菌的收集方法

技术领域

本发明涉及微藻的收集方法，尤其涉及一种裂殖壶菌的收集方法。

背景技术

DHA，二十二碳六烯酸，俗称脑黄金，是一种对人体非常重要的多不饱和脂肪酸，属于Ω-3不饱和脂肪酸家族中的重要成员。DHA是神经系统细胞生长及维持的一种主要元素，是大脑和视网膜的重要构成成分，在人体大脑皮层中含量高达20%，在眼睛视网膜中所占比例最大，约占50%。根据现有的研究成果，已知DHA在人体中具有以下重要作用：（1）影响胎儿大脑发育；（2）促进视网膜光感细胞的成熟；（3）增进大脑细胞的发育；（4）减少产后抑郁；（5）用于癌症治疗；（6）抑制发炎；（7）降低血脂肪、预防心脏血管疾病；（8）改善老人痴呆；（9）抑制流感病毒复制；和（10）延长妊娠期预防早产。

目前DHA有三个主要来源，即从鸡蛋黄、海藻油或深海鱼油中提取。在这三个来源当中，海藻油提取未经过食物链传递，因此具有纯度高、污染风险低等优点，并且从海藻油中提取的DHA还不含有可能导致儿童性早熟的EPA，因此是最为理想的DHA生产来源。

裂殖壶菌（Schizochytrium limacinum）又称裂壶藻或裂殖壶藻，属于真菌门（Eumycota）、卵菌纲（Oomycetes）、水霉目（Saprolegniales）、破囊壶菌科(Thraustochytriaceae)的一类海洋真菌，单细胞、球形。裂殖壶菌细胞积累大量对人体有用的活性物质，如：油脂、色素、角鲨烯等，其中油脂占细胞干重的70%以上，总脂中二十二碳六烯酸(DHA)含量可高达35%～40%，结构类似的脂肪酸含量低，容易分离纯化，而且没有鱼腥味。目前，因微藻培养需要光照和CO₂，生产工艺繁杂、成本高，故裂殖壶菌是一种极具实现工业化生产DHA潜力的微生物之一。

目前，裂殖壶菌采收使用的方法有沉降分离、离心收集法、絮凝处理结合固液分离，其中对于沉降分离法，由于裂殖壶菌发酵液在后期所累积油脂较多，使得细胞密度接近于（高于/低于/等于）发酵液密度，使得沉降分离收率较低；而采用传统的离心收集法也只能收获50%～60%的细胞，含油脂高的细胞不易收集。

CN200910111657.4公开了一种从裂殖壶菌提取并精制富含二十二碳六烯酸的方法，其将裂殖壶菌发酵液絮凝处理再进行固液分离；絮凝处理采用的絮凝剂为硫酸铝钾、硫酸铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铝、聚硅硫酸铝或聚硅硫酸铁；絮凝剂的用量为每升裂殖壶菌发酵液添加10～20g的絮凝剂；固液分离是指在裂殖壶菌细胞沉淀物中按照每升发酵液沉淀物添加3～100ml的质量浓度为95%的食用酒精、静置弃上层清液，同时将沉降于下层的裂殖壶菌细胞进行离心。该方法其使用的絮凝剂制成的粉末无法直接应用于饲料业，且絮凝剂添加量较大；固液分离采收静置弃上层的方式，但含油脂较高位于静置层上层，采收传统静置方法无法将其收获。此外，酒精的添加还会引入酒精回收等后续工序，不适于工业化应用。

CN201010559334.4公开了一种含油微藻的收集方法，其将壳聚糖-路易斯酸絮凝剂加入到含油微藻培养液中，使微藻培养液中路易斯酸浓度为3-9mg/L，壳聚糖浓度为2-30mg/L；搅拌、静置弃上层清液，将微藻培养液静置沉淀，微藻絮体进行离心脱水。该方法针对的是海洋微藻类及其用量，由于经发酵后发酵液本身成分复杂，裂殖壶菌较海洋微藻浓度高10～15倍，且裂殖壶菌在成熟期大量含有油脂的细胞上浮至液面顶层，采用该方法无法将含油脂较高的细胞层有效收获。

综上所述，本领域中需要更加简单高效，更适于大规模裂殖壶菌收集，更容易实现工业化大规模生产的裂殖壶菌收集方法。

发明内容

本发明的目的之一在于针对现有传统收集工艺收率低、添加絮凝剂后不可直接食用及收集率低（难以收集高含油细胞）等问题，提供一种可有效用于大规模裂殖壶菌收集，易实现工业化大规模生产的方法。本发明通过对成熟的裂殖壶菌发酵液进行预处理，使发酵液中不易用传统离心方法收获的高含油细胞与可被离心收集的细胞结合成团状絮体，从而使后续固液分离浓缩物料收得率得以提高。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

在第一方面，本发明提供了一种裂殖壶菌的收集方法，其特征在于，所述方法包括将裂殖壶菌发酵液的pH值调节至≤8.5之后加入絮凝剂进行絮凝沉淀。

在本发明的裂殖壶菌的收集方法中，可将发酵液pH值调节至5.0、5.2、5.4、5.6、5.8、6.0、6.2、6.4、6.6、6.8、7.0、7.2、7.4、7.6、7.8、8.0、8.2、8.5。

本发明的裂殖壶菌的收集方法，其特征在于，所述方法可以包括：

（a）调节裂殖壶菌发酵液的pH值；

（b）加入絮凝剂并混合均匀，获得形成絮凝体系的物料；和

（c）将所述物料进行固液分离，获得浓缩的裂殖壶菌物料；

其中，优选地所述絮凝剂为壳聚糖。

本发明的裂殖壶菌的收集方法，其特征在于，所述方法在步骤（a）和（b）之间还可以包括步骤（a1）：加入混凝剂并混合均匀，获得含有微小絮体的悬浮液；其中，优选地所述混凝剂为聚合氯化铝。

本发明的裂殖壶菌的收集方法，其特征在于，当不进行步骤（a1）时，步骤（b）中所加入的絮凝剂的量可以为0.05～0.15g/L，优选0.07～0.13g/L，更优选0.1g/L。

本发明的裂殖壶菌的收集方法，其特征在于，进行步骤（a1）时，步骤（d）中所加入的混凝剂的量可以为0.025～0.07g/L，优选0.04-0.06g/L，更优选0.05g/L，且步骤（b）中所加入的絮凝剂的量可以为0.02～0.05g/L，优选0.025-0.04g/L，更优选0.03g/L。

本发明的裂殖壶菌的收集方法中，进行步骤（a1）时，步骤（d）中所加入的混凝剂的量可以为0.025g/L、0.03g/L、0.035g/L、0.04g/L、0.045g/L、0.05g/L、0.055g/L、0.06g/L、0.065g/L或0.07g/L，且步骤（b）中所加入的絮凝剂的量可以为0.02g/L、0.025g/L、0.03g/L、0.035g/L、0.04g/L、0.045g/L或0.05g/L。

本发明的裂殖壶菌的收集方法，其特征在于，所述混凝剂与所述絮凝剂的质量比可以为1-1.5。

本发明的裂殖壶菌的收集方法中，所述混凝剂与所述絮凝剂的质量比可以为1.0、1.2、1.3、1.4或1.5。

本发明的裂殖壶菌的收集方法，其特征在于，步骤（a）中的所述发酵液可以为离心后上清中细胞量占原发酵液中细胞量的0～50%。

本发明的裂殖壶菌的收集方法中，步骤（a）中的所述发酵液可以为离心后上清中细胞量占原发酵液细胞量的0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%或50%。

本发明的裂殖壶菌的收集方法，其特征在于，步骤（b）和（d）中可以通过搅拌进行混合，搅拌速度可以为20～50rpm/分，优选30～43rpm/分，更优选40rpm/分。

本发明的裂殖壶菌的收集方法，其特征在于，步骤（c）中固液分离可采用碟片式分离机或自动除渣板式沉降分离机进行。

在第二方面，本发明提供了一种生产包含DHA产品的方法，其特征在于，所述方法包括如第一方面所述的方法所采用的步骤，其中所述包含DHA的产品为食品、营养品或饲料。

本发明的有益效果：

（1）本发明的方法可以使裂殖壶菌发酵液中不易用传统离心方法收获的高含油细胞与可被离心收集的裂殖壶菌细胞结合成团状絮体，同时进行收集；

（2）本发明的方法将絮凝剂的使用量从10～20g/L降至0.05～0.15g/L；

（3）使用本发明利于收集发酵液中的高含油细胞，该收集方法获得的浓缩物料收得率可达95%以上，与传统固液分离物料收得率相比提高90%以上。

附图说明

图1是采用本发明的方法将收集裂殖壶菌的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

结合上述附图，描述技术方案的详细的实现过程：

实施例1

裂殖壶菌发酵液（经离心后上清中细胞量占发酵原液细胞量25%，可通过测量吸光光度值、细胞干重值来判断），调节发酵物料pH值为6.4，向发酵装置中加入壳聚糖添加量为0.1g/L，装置内带有搅拌且搅拌速度控制在20～50rpm/min，待采收液经管道风压压至碟片分离设备，碟片分离设备加装有物料反馈调节系统，物料反馈调系统包括在线分光光度计、在线粘度计等以电磁信号输入至控制单元，含有絮凝剂的采收物料经碟片分离设备可得到分离清液和浓缩物料，收得率为95.3%。

实施例2

裂殖壶菌发酵液（经离心后上清中细胞量占发酵原液细胞量10%，可通过测量吸光光度值、细胞干重值来判断），调节发酵物料pH值为5，向发酵装置中加入壳聚糖添加量为0.1g/L，装置内带有搅拌且搅拌速度控制在30rpm/min，待采收液经管道风压压至碟片分离设备，碟片分离设备加装有物料反馈调节系统，物料反馈调系统包括在线分光光度计、在线粘度计等以电磁信号输入至控制单元，含有絮凝剂的采收物料经碟片分离设备可得到分离清液和浓缩物料，收得率为94.9%。

实施例3

裂殖壶菌发酵液（经离心后上清中细胞量占发酵原液细胞量30%，可通过测量吸光光度值、细胞干重值来判断），调节发酵物料pH值为5.5，向发酵装置中加入壳聚糖添加量为0.05g/L，装置内带有搅拌且搅拌速度控制在40rpm/min，待采收液经管道风压压至碟片分离设备，碟片分离设备加装有物料反馈调节系统，物料反馈调系统包括在线分光光度计、在线粘度计等以电磁信号输入至控制单元，含有絮凝剂的采收物料经碟片分离设备可得到分离清液和浓缩物料，收得率为94.5%。

实施例4

裂殖壶菌发酵液（经离心后上清中细胞量占发酵原液细胞量50%，可通过测量吸光光度值、细胞干重值来判断），调节发酵物料pH值为7，向发酵装置中加入壳聚糖添加量为0.15g/L，装置内带有搅拌且搅拌速度控制在25rpm/min，待采收液经管道风压压至碟片分离设备，碟片分离设备加装有物料反馈调节系统，物料反馈调系统包括在线分光光度计、在线粘度计等以电磁信号输入至控制单元，含有絮凝剂的采收物料经碟片分离设备可得到分离清液和浓缩物料，收得率为95.1%。

实施例5

裂殖壶菌发酵液（经离心后上清中细胞量占发酵原液细胞量25%，可通过测量吸光光度值、细胞干重值来判断），调节发酵物料pH值为6.2，向发酵装置中加入复合絮凝剂，先加聚合氯化铝0.04g/L，搅拌5分钟且搅拌速度在43rpm/min，再加入壳聚糖添加量为0.03g/L，搅拌5分钟且搅拌速度在20pm/min，待采收液经管道风压压至碟片分离设备，含有絮凝剂的采收物料经碟片分离设备可得到分离清液和浓缩物料，收得率为97.1%。

实施例6

裂殖壶菌发酵液（经离心后上清中细胞量占发酵原液细胞量10%，可通过测量吸光光度值、细胞干重值来判断），调节发酵物料pH值为5.5，向发酵装置中加入复合絮凝剂，先加聚合氯化铝0.025g/L，搅拌5分钟且搅拌速度在50rpm/min，再加入壳聚糖添加量为0.02g/L，搅拌5分钟且搅拌速度在20pm/min，待采收液经管道风压压至碟片分离设备，含有絮凝剂的采收物料经碟片分离设备可得到分离清液和浓缩物料，收得率为96.5%。

实施例7

裂殖壶菌发酵液（经离心后上清中细胞量占发酵原液细胞量50%，可通过测量吸光光度值、细胞干重值来判断），调节发酵物料pH值为8.5，向发酵装置中加入复合絮凝剂，先加聚合氯化铝0.07g/L，搅拌5分钟且搅拌速度在50rpm/min，再加入壳聚糖添加量为0.05g/L，搅拌5分钟且搅拌速度在20pm/min，待采收液经管道风压压至碟片分离设备，含有絮凝剂的采收物料经碟片分离设备可得到分离清液和浓缩物料，收得率为96.7%。

实施例8

裂殖壶菌发酵液（经离心后上清中细胞量占发酵原液细胞量30%，可通过测量吸光光度值、细胞干重值来判断），调节发酵物料pH值为7，向发酵装置中加入复合絮凝剂，先加聚合氯化铝0.06g/L，搅拌5分钟且搅拌速度在30rpm/min，再加入壳聚糖添加量为0.04g/L，搅拌5分钟且搅拌速度在25pm/min，待采收液经管道风压压至碟片分离设备，含有絮凝剂的采收物料经碟片分离设备可得到分离清液和浓缩物料，收得率为96.3%。

实施例9

裂殖壶菌发酵液（经离心后上清中细胞量占发酵原液细胞量20%，可通过测量吸光光度值、细胞干重值来判断），调节发酵物料pH值为5，向发酵装置中加入复合絮凝剂，先加聚合氯化铝0.04g/L，搅拌5分钟且搅拌速度在30rpm/min，再加入壳聚糖添加量为0.03g/L，搅拌5分钟且搅拌速度在25pm/min，待采收液经管道风压压至碟片分离设备，含有絮凝剂的采收物料经碟片分离设备可得到分离清液和浓缩物料，收得率为96.6%。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细特征以及方法，但本发明并不局限于上述详细特征以及方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细特征以及方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用材料和步骤的等效替换以及辅助材料和步骤的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims

1.一种裂殖壶菌的收集方法，其特征在于，所述方法包括将裂殖壶菌发酵液的pH值调节至4～8.5之后，加入絮凝剂进行絮凝沉淀；

其中，所述发酵液pH值优选地调节至5.0-7.0，更优选地6.4。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

（a）调节裂殖壶菌发酵液的pH值；

（b）加入絮凝剂并混合均匀，获得形成絮凝体系的物料；和

（c）将所述物料进行固液分离，获得浓缩的裂殖壶菌物料；

其中，优选地所述絮凝剂为壳聚糖；

可选的，在步骤（a）和（b）之间还包括步骤（a1）：加入混凝剂并混合均匀，获得含有微小絮体的悬浮液；其中，优选地所述混凝剂为聚合氯化铝。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当不进行步骤（a1）时，步骤（b）中所加入的絮凝剂的量为0.05～0.15g/L，优选0.07～0.13g/L，更优选0.1g/L。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，进行步骤（a1）时，步骤（a1）中所加入的混凝剂的量为0.025～0.07g/L，优选0.04-0.06g/L，更优选0.05g/L，且步骤（b）中所加入的絮凝剂的量为0.02～0.05g/L，优选0.025-0.04g/L，更优选0.03g/L。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述混凝剂与所述絮凝剂的质量比为1～1.5，优选为1.1～1.4，更优选1.3。

6.根据权利要求2-5任一项所述的方法，其特征在于，步骤（a）中的所述发酵液为离心后上清中细胞量占原发酵液细胞量的0～50%，优选为0～30%，更优选为10%。

7.根据权利要求2-6任一项所述的方法，其特征在于，步骤（b）和（a1）中通过搅拌进行混合，搅拌速度为20～50rpm/分，优选30～43rpm/分，更优选40rpm/分。

8.根据权利要求2-7任一项所述的方法，其特征在于，步骤（c）中固液分离采用碟片式分离机或自动除渣板式沉降分离机进行。

9.一种生产包含DHA产品的方法，其特征在于，所述方法包括如权利要求1-9中任一项所述的方法所采用的步骤，其中所述包含DHA的产品为食品、营养品或饲料。