CN104357501B - 一种促进微藻藻体积累油脂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于微藻能源领域，具体涉及一种促进微藻藻体积累油脂的方法。该方法首先将微藻培养液采收为藻泥，加入激素，混合搅拌，得到藻泥和激素的混合物；然后在适合的环境下进行贮藏，就可使微藻油脂含量增加。该方法能在微藻贮藏阶段内使油脂含量增加，且激素用量少，成本低，而且操作性强，整个过程不会对微藻的组分产生破坏，且整个过程无污染。因此，本发明提供的方法可应用于规模化微藻的贮藏。

Description

一种促进微藻藻体积累油脂的方法
技术领域
本发明属于微藻能源领域，具体涉及一种促进微藻藻体积累油脂的方法。
背景技术
在能源危机对各行业影响日益加剧的今天，社会各界对可再生能源的关注度不断提高。其中生物柴油作为化石能源的替代燃料，已成为国际上发展最快、应用最广的环保可再生能源。是一类经济的新的生物能源。能源微藻规模培养不仅可以固定太阳能，提供大量可再生能源需要的物质原料，还可以大量吸收二氧化碳，实现节能减排，发展循环经济，具有重要的经济意义。微藻采收环节是微藻产业链中的主要环节，工业生产中大量的藻体采收后，如果不能及时处理，需要储存一定时间，在此过程中，如果能使藻体继续积累油脂，油脂产出率将大大提高。因此开发新型的、高效率的积脂方法成为能源微藻产业的新的研究焦点之一。
激素是指细胞接受特定环境信号诱导产生的、低浓度时可调节植物生理反应的活性物质。它们在细胞分裂与伸长、成熟与衰老、休眠与萌发以及离体组织培养等方面，分别或相互协调地调控植物的生长、发育与分化。这种调节的灵活性和多样性，可通过使用外源激素或人工合成植物生长调节剂的浓度与配比变化，进而改变内源激素水平与平衡来实现。目前激素也广泛应用能源微藻产业链，主要研究集中在对微藻培养生长的影响，在微藻培养过程中加入适量的激素可以促进微藻的快速生长；也有研究加入激素后对微藻代谢产物含量和油脂含量的影响等；本方法是在微藻采收后藻泥贮藏过程中加入激素，通过激素的作用来探索微藻中油脂含量的变化，研究结果表明用本方法可以促进油脂含量的增加，大大提高了油脂的转化率，有利于大规模应用生产。
发明内容
本发明的首要目的在于克服现有技术的不足和缺点，提供一种促进微藻藻体积累油脂的方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种促进微藻藻体积累油脂的方法，包含以下步骤：
(1)采收后的微藻藻泥与乙烯利混合均匀；
(2)将步骤(1)中与乙烯利混合均匀的微藻藻泥进行储藏，然后从藻泥中提取油脂；
步骤(1)中所述的微藻优选为蛋白核小球藻；
步骤(1)中所述的藻泥是通过将培养5～6天的微藻培养液离心富集得到；
所述的微藻培养液中微藻藻体的浓度为107～108个/mL；
所述的离心优选通过连续离心机离心；
所述的离心转速优选为16000rpm；
步骤(1)中乙烯利的用量为：每0.5g藻泥中加入1mL初始浓度为0.05～0.20g/L乙烯利；
步骤(1)中乙烯利的用量优选为：每0.5g藻泥中加入1mL初始浓度为0.1g/L乙烯利；
步骤(2)中所述的储藏的条件为：温度为10～30℃，光照强度为1500μmol·m-2·s-1，光照周期为12L:12D；
步骤(2)中所述的储藏的条件优选为：温度为20℃，光照强度为1500μmol·m-2·s-1，光照周期为12L:12D；
步骤(2)中所述的储藏的时间为1～6天；
步骤(2)中所述的储藏的时间优选为3天；
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)本发明提供的激素乙烯利可以提高微藻油脂的转化率，其中，在0.5g藻泥中加入1mL，初始浓度为0.1g/L的乙烯利，油脂转化率提高25％左右。
(2)本发明提供的提高油脂转化率的方法适用范围广，并且所用激素含量较少，成本低。
(3)本方法现场操作性强，整个过程无污染。
附图说明
图1是蛋白核小球藻OD值与油脂含量的线性关系图。
图2是乙烯利浓度对微藻油脂转化的线性关系图。
图3是温度对乙烯利促进微藻油脂转化的线性关系图。
图4是乙烯利剂量对微藻油脂转化的线性关系图。
图5是吲哚已酸对微藻油脂转化的线性关系图。
图6是赤霉素对微藻油脂转化的线性关系图。
图7是萘乙酸对微藻油脂转化的线性关系图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
具体实施方式中的测定方法：
油脂含量测定指标：
采用香草醛比色法：称取0.5mg、1.0mg、1.5mg、2.0mg、2.5mg、3.0mg小球藻藻粉，加1.0mL浓硫酸，混匀，100℃水浴10min，冷却至室温，加1.978mg·mL-1香草醛磷酸试剂5mL，混匀，反应2h，在528nm下进行比色；根据OD528和小球藻藻粉重量制作标准曲线(图1)，以后根据小球藻藻粉的质量进行测定，根据标准曲线计算出小球藻总脂含量。
改良的BG11培养基的配制过程如下：①首先配制母液：10g硝酸钠+400mL水得到硝酸钠母液，1g二水氯化钙+400mL水得到氯化钙母液，3g七水硫酸镁+400mL水得到硫酸镁母液，3g磷酸氢二钾+400mL水得到磷酸氢二钾母液，7g磷酸二氢钾+400mL水得到磷酸二氢钾母液，1g氯化钠+400mL水得到氯化钠母液；②步骤①配制的六种母液各10mL(共60mL)+940mL水，得到溶液A；③在100mL水中加入0.1g维生素B1，15×10-6g维生素B12和25×10-6g生物素，得到溶液B；④在1L水中先加入0.75g Na2EDTA，完全溶解再加：FeCL3.6H2O 97mg、MnCL2.4H2O 41mg、ZnCL2 5mg、CoCL2.6H2O 2mg、Na2MoO4.2H2O 4mg，得到溶液C；⑤1000mL溶液A+3mL溶液B和6mL溶液C，得到改良的BG11培养基；
实施例1
蛋白核小球藻：
(1)藻泥的制备：蛋白核小球藻【藻种由暨南大学赤潮与海洋生物学研究中心藻种室提供(已在文献“苯丙醇类抗生素对蛋白核小球藻生长的影响.暨南大学学报(自然科学版)，2012(03)”公开)，用经过改良的BG11培养基，在25℃，光照强度为1500μmol·m-2·s-1，光照条件12L:12D的培养箱培养，培养5～6天(微藻藻体的浓度为107～108个/mL)后，经连续离心机离心(离心条件转速优选为16000rpm)成藻泥，分别称取多份0.5g藻泥备用；
(2)油脂含量的测定：在藻泥中分别加入1mL不同浓度的乙烯利(广州国奥生物技术公司)，浓度设置为0g/L、0.01g/L、0.05g/L、0.10g/L、.015g/L、0.20g/L。放置在培养箱中进行贮藏(温度20℃，光照强度为1500μmol·m-2·s-1，光照周期12L:12D)；每天测定油脂相对含量，重复3次，取平均值；通过OD值与油脂含量的相关曲线计算出微藻中油脂的相对含量。
由测定结果可知，在0.5g蛋白核小球藻藻泥中加入1mL、0.1g/L乙烯利的效果最好，油脂相对含量提高了25.29％；加入1mL、0.01g/L乙烯利的实验组，油脂相对含量提高了5.67％；加入1mL、0.05g/L乙烯利的实验组，油脂相对含量提高了15.92％；加入1mL、0.15g/L乙烯利的实验组，油脂相对含量提高了19.14％，加入1mL、0.2g/L乙烯利的实验组，油脂相对含量在第三天提高了12.62％(图2)。
实施例2
关于温度对油脂含量的影响分析
在0.5g藻泥中加入1mL、0.1g/L的乙烯利(广州国奥生物技术公司)，贮藏温度设置为4℃、10℃、20℃、30℃进行培养(光照强度为1500μmol·m-2·s-1，光照周期12L:12D)，每天测定油脂相对含量，重复3次，取平均值；通过OD值与油脂含量的相关曲线计算出微藻中油脂的相对含量。
由测定结果可知，10℃下微藻油脂含量比4℃提高了12.62％，20℃下微藻油脂含量比4℃提高了22.62％，30℃下微藻油脂含量比4℃提高了8.02％，由此可知，微藻藻泥贮藏在温度为20℃时第三天油脂积累能力最高(图3)。
实施例3
关于激素剂量对油脂含量的影响分析
在0.5g藻泥中加入0.1g/L的乙烯利(广州国奥生物技术公司)，加入量为1mL、3mL、5mL、7mL，放置在培养箱进行贮藏(温度20℃，光照强度为1500μmol·m-2·s-1，光照周期12L:12D)，每天测定油脂相对含量，重复3次，取平均值；通过OD值与油脂含量的相关曲线计算出微藻中油脂的相对含量。
测定结果可知，加入1mL，浓度为0.1g/L乙烯利的实验组油脂含量较高，相比对照组提高了23.81％，加入量为3mL的实验组油脂含量提高了13.61％，加入量为5mL和7mL的实验组油脂含量无明显变化(图4)。
实施例4
贮存时间对油脂含量的影响分析
在0.5g藻泥中加入0.1g/L的乙烯利(广州国奥生物技术公司)，加入量为1mL，放置在培养箱进行贮藏(温度20℃，光照强度为1500μmol·m-2·s-1，光照周期12L:12D)，每天测定油脂相对含量，重复3次，取平均值；通过OD值与油脂含量的相关曲线计算出微藻中油脂的相对含量。
由测定结果可知，实验组油脂含量在1～3天保持上升趋势，第3天达到最高值，相比对照组提高23.81％，而自第3天开始至第5天实验组油脂含量逐步降低至19.61％(图4)。
对比实施例1
(1)改变激素的种类进行试验，采用吲哚已酸进行诱导油脂的转化对比实验。
(2)微藻油脂转化对比实验：蛋白核小球藻藻泥的培养收集方法同实施例1。
(3)油脂含量的测定：在0.5g藻泥中分别加入1mL不同浓度的吲哚已酸(广州国奥生物技术公司)，浓度设置为0g/L、0.01g/L、0.05g/L、0.10g/L、.015g/L、0.20g/L。放置在培养箱中进行贮藏(温度20℃，光照强度为1500μmol·m-2·s-1，光照周期12L:12D)。每天测定油脂相对含量，重复3次，取平均值；通过OD值与油脂含量的相关曲线计算出微藻中油脂的相对含量。
由测定结果可知，在0.5g蛋白核小球藻藻泥中加入1mL不同浓度吲哚已酸的效果都不是很明显，其中加入1mL、0.1g/L吲哚已酸的实验组效果比较明显，油脂相对含量提高了5.3％，远低于实施例1的最高转化率30.29％(图5)。
对比实施例2
(1)改变激素的种类进行试验，采用赤霉素进行诱导油脂的转化对比实验。
(2)微藻油脂转化对比实验：蛋白核小球藻藻泥的培养收集方法同实施例1。
(3)油脂含量的测定：在0.5g藻泥中分别加入1mL不同浓度的赤霉素(广州国奥生物技术公司)，浓度设置为0g/L、0.001g/L、0.005g/L、0.05g/L、0.10/L、0.20g/L。放置在培养箱中进行贮藏(温度20℃，光照强度为1500μmol·m-2·s-1，光照周期12L:12D)。每天测定油脂相对含量，重复3次，取平均值；通过OD值与油脂含量的相关曲线计算出微藻中油脂的相对含量。
由测定结果可知，在0.5g蛋白核小球藻藻泥中加入1mL不同浓度赤霉素的效果都不是很明显，其中加入1mL、0.005g/L赤霉素的实验组效果比较明显，油脂相对含量提高了5.68％，远低于实施例1的最高转化率30.29％。赤霉素对促进微藻油脂的转化基本没有影响(图6)。
对比实施例3
(1)改变激素的种类进行试验，采用萘乙酸进行诱导油脂的转化对比实验。
(2)微藻油脂转化对比实验：蛋白核小球藻藻泥的培养收集方法同实施例1。
(3)油脂含量的测定：在0.5g藻泥中分别加入1mL不同浓度的萘乙酸(广州国奥生物技术公司)，浓度设置为0g/L、0.001g/L、0.005g/L、0.05g/L、0.10g/L、0.20g/L。放置在培养箱中进行贮藏(温度20℃，光照强度为1500μmol·m-2·s-1，光照周期12L:12D)。每天测定油脂相对含量，重复3次，取平均值；通过OD值与油脂含量的相关曲线计算出微藻中油脂的相对含量。
测定结果可知，在0.5g蛋白核小球藻藻泥中加入1mL不同浓度萘乙酸的效果都不是很明显，其中加入1mL、0.005g/L萘乙酸的实验组效果比较明显，油脂相对含量提高了4.37％,，远低于实施例1的最高转化率30.29％，可见，萘乙酸对促进微藻油脂的转化也基本上没有影响(图7)。
通过以上实施例和对比实施例可以看出，本发明提供的激素可以实现微藻油脂快速转化，并且转化方法简单，适用于能源微藻工业规模化采收。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种促进微藻藻体积累油脂的方法，其特征在于包含以下步骤：
(1)采收后的微藻藻泥与乙烯利混合均匀；
(2)将步骤(1)中与乙烯利混合均匀的微藻藻泥进行储藏，然后从藻泥中提取油脂；
步骤(1)中所述的微藻为蛋白核小球藻；
步骤(1)中所述的藻泥是通过将培养5～6天的微藻培养液离心富集得到；所述的微藻培养液中微藻藻体的浓度为107～108个/mL；所述的培养的条件为：用经过改良的BG11培养基，在温度25℃，光照强度为1500μmol·m-2·s-1，光照条件12L:12D下培养；
所述的改良的BG11培养基的配制过程如下：①首先配制母液：10g硝酸钠+400mL水得到硝酸钠母液，1g二水氯化钙+400mL水得到氯化钙母液，3g七水硫酸镁+400mL水得到硫酸镁母液，3g磷酸氢二钾+400mL水得到磷酸氢二钾母液，7g磷酸二氢钾+400mL水得到磷酸二氢钾母液，1g氯化钠+400mL水得到氯化钠母液；②步骤①配制的六种母液各10mL+940mL水，得到溶液A；③在100mL水中加入0.1g维生素B1，15×10-6g维生素B12和25×10-6g生物素，得到溶液B；④在1L水中先加入0.75g Na2EDTA，完全溶解再加：FeCl3 ·6H2O 97mg、MnCl2 ·4H2O41mg、ZnCl2 5mg、CoCl2 ·6H2O 2mg、Na2MoO4·2H2O 4mg，得到溶液C；⑤1000mL溶液A+3mL溶液B和6mL溶液C，得到改良的BG11培养基；
步骤(1)中乙烯利的用量为：每0.5g藻泥中加入1mL初始浓度为0.05～0.20g/L乙烯利；
步骤(2)中所述的储藏的条件为：温度为10～30℃，光照强度为1500μmol·m-2·s-1，光照周期为12L:12D；
步骤(2)中所述的储藏的时间为1～6天。
2.根据权利要求1所述的促进微藻藻体积累油脂的方法，其特征在于：
步骤(1)中乙烯利的用量为：每0.5g藻泥中加入1mL初始浓度为0.1g/L乙烯利。
3.根据权利要求1所述的促进微藻藻体积累油脂的方法，其特征在于：
步骤(2)中所述的储藏的条件为：温度为20℃，光照强度为1500μmol·m-2·s-1，光照周期为12L:12D。
4.根据权利要求1所述的促进微藻藻体积累油脂的方法，其特征在于：
步骤(2)中所述的储藏的时间为3天。
5.权利要求1～4任一项所述的促进微藻藻体积累油脂的方法在微藻能源领域中的应用。
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乙烯利对盐藻生物量与物质积累的影响;高政权 等;《黑龙江畜牧兽医》;20101210(第23期);第1-3页 *

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