CN103820326A - 一种海洋微藻养殖生产干藻粉的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种海洋微藻养殖生产干藻粉的方法，属于海洋微藻技术领域。该干藻粉的生产方法包括如下步骤：种子液的制备、微藻发酵液的制备和脱水处理，其中，脱水处理进行一级脱水即絮凝沉淀法脱水、二级脱水即离心分离法脱水和三级脱水即冷冻干燥脱水法脱水；三级脱水完成后，粉碎过筛，即得干藻粉。本发明采用冷冻干燥脱水法法制备干藻粉，冷冻干燥在低温下进行，且处于高真空状态，有效保护了热敏性且易氧化的营养物质DHA；本发明干藻粉中富含DHA饲料添加剂，可广泛应用于畜牧、渔产养殖业。

Description

一种海洋微藻养殖生产干藻粉的方法

技术领域

本发明属于海洋微藻技术领域，具体涉及一种海洋微藻养殖生产干藻粉的方法。

背景技术

DHA，全名二十二碳六烯酸，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Omega-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，对胎婴儿智力和视力发育至关重要。

海水鱼类，尤其是在仔幼鱼阶段，也需要DHA。DHA是高端特种海洋水产品生长必需的营养成分，极为有利于特种海洋水产品生长。海产幼苗喂养富含DHA饲料，可大幅度提高特种海产幼苗的成活率，提高特种海洋水产品品质。饵料中DHA还直接影响色素的形成和沉淀，在防止白化方面具有重要作用，因而高含DHA藻粉也是一种水产养殖的重要饲料添加剂。随着我国农业结构调整，高端特种养殖业蓬勃发展，高端特种养殖已经形成了具有较大规模的产业，尤其是高端特种海洋水产品养殖，如鳗鱼、大菱鲆、对虾及水貂等，成为海洋水产品养殖的朝阳产业，养殖规模逐年增长。随着我国特种海洋水产品养殖规模的扩大，对新型、高效饲料和添加剂的需求也不断增加。此外，畜禽类的肉、蛋中如果有较高含量的DHA等多不饱和脂肪酸，可以极大地提高其品质和营养价值。因此，在畜禽饲料中添加富含DHA的微藻粉，有着广阔的市场前景。

随着世界范围内的污染加剧，鱼油中所含有的持续性有机污染物及其危害逐步引起公众的重视。添加海藻粉比鱼油更有利，首先能避免鱼油产生的鱼醒味，同时避免了重金属元素的引入，另外价格也优于鱼油，随着人们对多不饱和脂肪酸需要量的增加，将富含DHA的生物原料作为添加剂加入到饲料中具有重要的意义。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种海洋微藻养殖生产干藻粉的方法，该方法制备得到的干藻粉含有DHA、蛋白质和其它微量元素，其营养成分含量高并且不含污染物，该干藻粉可以作为饲料添加剂用于畜牧、渔产养殖，是理想的畜禽养殖和水产养殖饲料来源。

一种生产干藻粉的方法，包括以下步骤：

a、种子液的制备：

取微藻菌种，接种至装有培养基的摇瓶中，种子活化并进行扩大培养，得到具有较高活力的种子液；

b、微藻发酵液的制备：

将步骤a所得的种子液接种到发酵罐中进行发酵培养，种子液与上述培养基的的质量配比为1～10：100，得到微藻发酵液；

c、脱水步骤：

将步骤b制备得到的微藻发酵液进行脱水处理，所述脱水步骤依次包括一级脱水、二级脱水和三级脱水；所述一级脱水为絮凝沉淀法脱水，二级脱水为离心分离法脱水；三级脱水为冷冻干燥脱水法进行脱水；三级脱水完成后，粉碎过筛，即得干藻粉。

所述一级脱水具体步骤为：将微藻发酵液引入沉淀罐中，并向沉淀罐中加入絮凝剂，在絮凝剂的作用下微藻发酵液发生絮凝沉淀，收集沉淀藻体，作为藻体一。

所述二级脱水具体步骤为：将上述藻体一放入碟片式离心机，离心分离一段时间，收集沉淀藻体，作为藻体二；所述离心机转速为3000～10000rpm，所述藻体二含水率小于70％。

所述三级脱水具体步骤为：将藻体二预冷至-10℃～-45℃，迅速转移至真空冷冻干燥箱内，抽真空至真空度在1～100Pa，加热升华干燥，调节真空干燥箱内的温度为-10℃～65℃；然后缓慢降温，收集沉淀藻体，作为藻体三，藻体三含水率小于5%。

所述絮凝剂为聚丙烯酰胺、明矾、硫酸铝、无水氯化钙、三氯化铁、聚合氯化铝、聚合硫酸铁中的一种或几种，该絮凝剂添加量为20～1000ppm。

所述培养基按照质量分数由以下原料配制而成：葡萄糖8.0～15.0％、酵母粉0.5～2.0％、海水晶1.0～3.0％、硫酸镁0.05～0.5％、磷酸氢二钾0.01～0.2％和硫酸铵0.1～1％。

所述培养基的发酵控制条件为：pH5.0～7.0，温度22～28℃，通风1.0～3.0vvm，溶氧大于8％。

本发明所带来的有益技术效果：

本发明提出了一种海洋微藻养殖生产干藻粉的方法，与现有技术相比，采用真空冷冻干燥法制备富含干藻粉，冷冻干燥在低温下进行，且处于高真空状态，有效保护了热敏性且易氧化的营养物质DHA；

该方法发酵周期短，为100小时左右；发酵密度大，达到180克/升以上；糖转化率高，实际糖到油脂的转化率达0.21以上；

真空冷冻干燥冻干产品脱水彻底，含水量低，在5％以下，避免了在储存和运输过程中因水分含量高而导致产品变质；

本发明干藻粉中富含DHA饲料添加剂可广泛用于畜牧、渔产养殖，使哺乳动物高产富含DHA奶，使鸡鸭等家禽高产富含DHA蛋，使鱼虾等高产富含DHA肉，可以极大地提高其品质和营养价值。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步清楚、完整的说明。

本发明微藻菌种分别选取了裂殖壶菌（Schizochytrium）和吾肯氏壶藻（Ulkeniaamoeboida），除特别说明外，本发明所选原料均可通过商业渠道购买得到。

实施例1：

步骤一、微藻发酵液的制备：

首先配制发酵培养基1000g，按照如下质量分数进行配制：葡萄糖10.0％、酵母粉1.0％，海水晶1.5％，硫酸镁0.25％，磷酸氢二钾0.1％，硫酸铵0.5％；

取10g裂殖壶菌（Schizochytrium），接种至装有上述发酵培养基的摇瓶中，进行种子活化并扩大培养，得到具有较高活力的种子液；其中，发酵条件控制为：pH6.0，温度23℃，通风3.0vvm，转速与溶氧关联，溶氧8％，制得微藻发酵液。

步骤二、将上述获得的微藻发酵液依次进行一级脱水、二级脱水和三级脱水处理：

一级脱水：将上述发酵液1000g引入沉淀罐中，向沉淀罐中加入絮凝剂聚丙烯酰胺20ppm，絮凝30分钟后收集沉淀藻体，作为藻体一；

二级脱水：将上述藻体一放入碟片式离心机，离心分离50分钟后，收集沉淀藻体，作为藻体二；离心机转速为3000rpm，测得藻体二含水率为68％；

三级脱水：将上述藻体二预冷至-10℃，迅速转移至真空冷冻干燥箱内，抽真空至真空度为100Pa，加热升华干燥，调节真空干燥箱内的温度为65℃；然后缓慢降温，收集沉淀藻体，作为藻体三，测得藻体三含水率为4.2%。

步骤三、将上述藻体三粉碎过筛，过筛粒度为200目，即得干藻粉。

实施例2：

步骤一、微藻发酵液的制备：

首先配制发酵培养基1000g，按照如下质量分数进行配制：葡萄糖8.0％、酵母粉2.0％，海水晶1.0％，硫酸镁0.5％，磷酸氢二钾0.01％，硫酸铵1％；

取100g吾肯氏壶藻（Ulkenia amoeboida），接种至装有上述发酵培养基的摇瓶中，进行种子活化并扩大培养，得到具有较高活力的种子液；发酵条件控制为：pH5.0，温度22℃，通风1.0vvm，转速与溶氧关联，溶氧9％，制得微藻发酵液。

步骤二、将上述微藻发酵液依次进行一级脱水、二级脱水和三级脱水处理：

一级脱水：将上述发酵液1000g引入沉淀罐中，向沉淀罐中加入絮凝剂硫酸铝1000ppm，絮凝30分钟后收集沉淀藻体，作为藻体一；

二级脱水：将上述藻体一放入碟片式离心机，离心分离50分钟后，收集沉淀藻体，作为藻体二；离心机转速为10000rpm，测得藻体二含水率为65％；

三级脱水：将上述藻体二预冷至-10℃，迅速转移至真空冷冻干燥箱内，抽真空至真空度为100Pa，加热升华干燥，调节真空干燥箱内的温度为65℃；然后缓慢降温，收集沉淀藻体，作为藻体三，测得藻体三含水率为3.6%。

步骤三、将上述藻体三粉碎过筛，过筛粒度为100目，即得干藻粉。

实施例3：

步骤一、微藻发酵液的制备：

首先配制发酵培养基1000g，按照如下质量分数进行配制：葡萄糖15.0％、酵母粉0.5％，海水晶3.0％，硫酸镁0.05％，磷酸氢二钾0.2％，硫酸铵0.1％；

取50g裂殖壶菌（Schizochytrium），接种至装有上述发酵培养基的摇瓶中，进行种子活化并扩大培养，得到具有较高活力的种子液；发酵条件控制为：pH7.0，温度28℃，通风2.0vvm，转速与溶氧关联，溶氧10％，制得微藻发酵液。

步骤二、将上述微藻发酵液依次进行一级脱水、二级脱水和三级脱水处理：

一级脱水：将上述发酵液1000g引入沉淀罐中，向沉淀罐中加入絮凝剂聚合氯化铝500ppm，絮凝30分钟后收集沉淀藻体，作为藻体一；

二级脱水：将上述藻体一放入碟片式离心机，离心分离50分钟后，收集沉淀藻体，作为藻体二；离心机转速为3000rpm，测得藻体二含水率为66％；

三级脱水：将上述藻体二预冷至-10℃，迅速转移至真空冷冻干燥箱内，抽真空至真空度为1Pa，加热升华干燥，调节真空干燥箱内的温度为-10℃；然后缓慢降温，收集沉淀藻体，作为藻体三，测得藻体三含水率为4.0%。

步骤三、将上述藻体三粉碎过筛，过筛粒度为20目，即得干藻粉。

实施例4：

步骤一、微藻发酵液的制备：

首先配制发酵培养基1000g，按照如下质量分数进行配制：葡萄糖12.0％、酵母粉1.5％，海水晶1.5％，硫酸镁0.40％，磷酸氢二钾0.1％，硫酸铵0.5％；

取20g裂殖壶菌（Schizochytrium），接种至装有上述发酵培养基的摇瓶中，进行种子活化并扩大培养，得到具有较高活力的种子液；发酵条件控制为：pH6.0，温度23℃，通风3.0vvm，转速与溶氧关联，溶氧8％，制得微藻发酵液。

步骤二、将上述微藻发酵液依次进行一级脱水、二级脱水和三级脱水处理：

一级脱水：将上述发酵液1000g引入沉淀罐中，向沉淀罐中加入絮凝剂无水氯化钙500ppm，絮凝30分钟后收集沉淀藻体，作为藻体一；

二级脱水：将上述藻体一放入碟片式离心机，离心分离50分钟后，收集沉淀藻体，作为藻体二；离心机转速为3000rpm，测得藻体二含水率为68％；

三级脱水：将上述藻体二预冷至-10℃，迅速转移至真空冷冻干燥箱内，抽真空至真空度为100Pa，加热升华干燥，调节真空干燥箱内的温度为65℃；然后缓慢降温，收集沉淀藻体，作为藻体三，测得藻体三含水率为4.4%。

步骤三、将上述藻体三粉碎过筛，过筛粒度为50目，即得干藻粉。

上述絮凝剂加入沉淀罐中，藻体因絮凝剂架桥作用絮凝沉淀，使藻液分离。

实施例5：

与实施例1不同之处在于：所述絮凝剂为明矾和三氯化铁的混合物，絮凝剂添加量为800ppm，其中，明矾和三氯化铁的质量比为3:2，最终测得藻体三含水率为4.0%。

Claims (7)

1.一种生产干藻粉的方法，其特征在于：包括以下步骤：

a、种子液的制备：

取微藻菌种，接种至装有培养基的摇瓶中，种子活化并进行扩大培养，得到具有较高活力的种子液；

b、微藻发酵液的制备：

将步骤a所得的种子液接种到发酵罐中进行发酵培养，种子液与上述培养基的的质量配比为1～10：100，得到微藻发酵液；

c、脱水步骤：

将步骤b所得微藻发酵液进行脱水处理，所述脱水步骤依次包括一级脱水、二级脱水和三级脱水；所述一级脱水为絮凝沉淀法脱水，二级脱水为离心分离法脱水；三级脱水为冷冻干燥脱水法进行脱水；三级脱水完成后，粉碎过筛，即得干藻粉。

2.根据权利要求1所述的一种生产干藻粉的方法，其特征在于：所述一级脱水具体步骤为：将微藻发酵液引入沉淀罐中，并向沉淀罐中加入絮凝剂，在絮凝剂的作用下微藻发酵液发生絮凝沉淀，收集沉淀藻体，作为藻体一。

3.根据权利要求1所述的一种生产干藻粉的方法，其特征在于：所述二级脱水具体步骤为：将上述藻体一放入碟片式离心机，离心分离一段时间，收集沉淀藻体，作为藻体二；所述离心机转速为3000～10000rpm，所述藻体二含水率小于70％。

4.根据权利要求1所述的一种生产干藻粉的方法，其特征在于：所述三级脱水具体步骤为：将藻体二预冷至-10℃～-45℃，迅速转移至真空冷冻干燥箱内，真空度为1～100Pa，加热升华、干燥，调节真空干燥箱内的温度为-10℃～65℃；然后缓慢降温，收集沉淀藻体，作为藻体三，藻体三含水率小于5%。

5.根据权利要求2所述的一种生产干藻粉的方法，其特征在于：所述絮凝剂为聚丙烯酰胺、明矾、硫酸铝、无水氯化钙、三氯化铁、聚合氯化铝、聚合硫酸铁中的一种或几种，该絮凝剂添加量为20～1000ppm。

6.根据权利要求1所述的一种生产干藻粉的方法，其特征在于：所述培养基按照质量分数由以下原料配制而成：葡萄糖8.0～15.0％、酵母粉0.5～2.0％、海水晶1.0～3.0％、硫酸镁0.05～0.5％、磷酸氢二钾0.01～0.2％和硫酸铵0.1～1％。

7.根据权利要求6所述的一种生产干藻粉的方法，其特征在于：所述培养基的发酵控制条件为：pH5.0～7.0，温度22～28℃，通风1.0～3.0vvm，溶氧大于8％。