CN105296553A - 一种基于黄腐酸提高产油微藻油脂含量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于黄腐酸提高产油微藻油脂含量的方法，包括以下步骤：制备基于黄腐酸的培养基；接入产油单针藻进行摇瓶培养；制备生物柴油。本发明所述的黄腐酸提高微藻的生长速率和油脂含量，具有投入低、操作简单、效率高的特点；有助于促使微藻更快地吸收更多的养分，进而促进微藻的发育和生长；提高多种合成酶活性、缩短了微藻的培养时间和大大提高了油脂产量，对于微藻生物柴油生产的工业化具有重要意义。
Description
技术领域
本发明属于生物柴油技术领域，具体涉及一种基于黄腐酸提高产油微藻油脂含量的方法。
背景技术
生物柴油是指以植物油脂、动物油脂、微生物油脂、废餐饮油等为原料油通过酯交换工艺制成的甲酯或乙酯燃料。与常规柴油相比，它具有可再生、易降解、燃烧后污染物排放低、温室气体排放低等特点。
微藻类作为生产生物柴油原料具有许多优点，具有简单的细胞结构；光合作用效率高、生物产量高、生长繁殖快、生长周期短；且油脂含量较高；对生长条件的要求不高，能够在极端的条件下生存；且微藻中不含有硫、无毒且可降解。因此，利用微藻生产生物柴油具有广阔的发展前景。
黄腐酸(fulvicacid，FA)是腐植酸的一个组份，具有分子量较小、易被植物吸收、功能团含量较多、生理活性较大、可溶于水、水溶液呈弱酸性等特点。它可以增强农作物的抗旱、抗干热风能力，同时还具有促进作物生长、提高作物产量和品质的作用。黄腐酸在农业生产上的作用主要表现在两个方面,一是促进根系发育，增强根系活力，使作物吸收较多水分和养料，达到提高作物抗旱能力的目的；二是提高多种合成酶活性和叶绿素含量，使光合作用加强，从而提高作物品质与产量。目前关于黄腐酸对微藻生长及油脂含量影响的研究还鲜见报道。
目前微藻生产生物柴油的方法都是将微藻进行单独地培养。在产油微藻培养过程中，由于在光合几样条件下生长速度慢，周期长，因此通常添加生长素或糖作为辅助碳源以提高生物量和油脂产量。在黄腐酸培养产油微藻过程中的作用类似于生长素，可以自动调节微藻对环境的应答从而促进微藻生长发育和油脂的积累。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于黄腐酸提高产油微藻油脂含量的方法，即通过添加黄腐酸以提高产油微藻生物量和油脂产量的应用。
本发明所采用的技术方案是，一种基于黄腐酸提高产油微藻油脂含量的方法，包括以下步骤：
步骤1、制备基于黄腐酸的培养基；
步骤2、接入产油单针藻进行摇瓶培养；
步骤3、制备生物柴油。
本发明的特点还在于：
步骤1中制备基于黄腐酸的培养基具体为：选择BG-11培养基作为单针藻的基本培养基，分装250mL进入500mL的三角瓶中，按10g/L的量加入葡萄糖作为碳源，加入20-80mg/L的黄腐酸，调整pH值为6.8～7.1。
步骤2中接入产油单针藻进行摇瓶培养具体为：高压高温灭菌20min，接入产油单针藻，藻细胞密度控制在106个/mL，进行摇瓶培养，培养温度为23～26℃，摇床转速为150r/min，黑暗培养，制备得到培养液。
步骤3中制备生物柴油具体为：将培养液离心富集，离心条件为3000r/min转速条件下离心6min，并以蒸馏水反复洗涤2次后冻干；添加冻干藻粉2倍质量石英砂研磨20min后用体积比为2:1的氯仿-甲醇进行油脂提取，有机溶剂重复提取3次后收集有机相浓缩，上述提取油脂加2mL3％硫酸-甲醇进行甲酯化制备得到生物柴油。
本发明的有益效果是：1、本发明简单易行、成本低廉，只需要添加很少的黄腐酸就能极大地促进微藻的生长和油脂的积累。
2、本发明能大幅度地提高产油微藻的生长和油脂含量和缩短生长周期，实验证明，添加20～80mg/L黄腐酸处理组比对照组达到稳定期的生长周期缩短了16.7～33.3％，最大生物量浓度比空白对照组提高了12％～28％，达到5.6～6.4mg/L，油脂含量比对照组提高了7.7～23.1％。
3、本发明所述的黄腐酸提高微藻的生长速率和油脂含量，它是腐植酸的一个组份，具有分子量较小、易被植物吸收、功能团含量较多、生理活性较大、可溶于水、水溶液呈弱酸性等特点。在农作物中，它可以增强农作物的抗旱、抗干热风能力，同时还具有促进作物生长、提高作物产量和品质的作用。在产油微藻的培养中，黄腐酸具有和植物激素相似的功效，它可能存在的作用机制是，改变了微藻膜上的某些酶的活性，增加了微藻膜的通透性，促进微藻对矿物质营养和微量元素的吸收，也可能同时刺激了微藻的生长和增殖。
附图说明
图1是在不同浓度黄腐酸下微藻的生长曲线示意图；
图2是在不同浓度黄腐酸下油脂含量、油脂产率、生物量产率结果示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供一种基于黄腐酸提高产油微藻油脂含量的方法，包括以下步骤：
(1)选择BG-11培养基(中国淡水藻种库)作为单针藻的基本培养基，分装250mL进入500mL的三角瓶中，按10g/L的量加入葡萄糖作为碳源，，加入20-80mg/L的黄腐酸，调整pH值为6.8～7.1。
(2)高压高温灭菌20min，接入产油单针藻，藻细胞密度控制在106个/mL，进行摇瓶培养，培养温度为23～26℃，摇床转速为150r/min，黑暗培养。
(3)将培养液离心富集(3000r/min，6min)，并以蒸馏水反复洗涤2次后冻干称重。添加冻干藻粉2倍质量石英砂研磨20min后用氯仿-甲醇(2:1，v/v)进行油脂提取，有机溶剂重复提取3次后收集有机相浓缩称重。上述提取油脂加2mL3％硫酸-甲醇进行甲酯化制备得到生物柴油。
实施例1
黄腐酸在BG-11培养基中提高生物量和油脂产量实验，包括如下步骤：
(1)选择BG-11培养基(中国淡水藻种库)作为单针藻的基本培养基，分装入500mL的三角瓶中，按10g/L的量加入葡萄糖作为碳源，将黄腐酸溶解于超纯水中并配置成1000mg/L的母液，黄腐酸在培养基中的浓度为20mg/L，调整pH值为6.8。
(2)高压高温灭菌20min，接入产油单针藻，藻细胞密度控制在106个/mL，进行摇瓶培养，培养温度为23℃，摇床转速为130r/min，黑暗培养。
(3)各组终培养液离心富集(3000r/min，6min)，并以蒸馏水反复洗涤2次后冻干称重。添加冻干藻粉2倍质量石英砂研磨20min后用氯仿-甲醇(2:1，v/v)进行油脂提取，有机溶剂重复提取3次后收集有机相浓缩称重。上述提取油脂加2mL3％硫酸-甲醇进行甲酯化制备得到生物柴油。
实施例2
黄腐酸在BG-11培养基中提高生物量和油脂产量实验，包括如下步骤：
(1)选择BG-11培养基(中国淡水藻种库)作为单针藻的基本培养基，分装入500mL的三角瓶中，按10g/L的量加入葡萄糖作为碳源，将黄腐酸溶解于超纯水中并配置成1000mg/L的母液，黄腐酸在培养基中的浓度为40mg/L，调整pH值为6.9。
(2)高压高温灭菌20min，接入产油单针藻，藻细胞密度控制在106个/mL，进行摇瓶培养，培养温度为24℃，摇床转速为140r/min，黑暗培养。
(3)各组终培养液离心富集(3000r/min，6min)，并以蒸馏水反复洗涤2次后冻干称重。添加冻干藻粉2倍质量石英砂研磨20min后用氯仿-甲醇(2:1，v/v)进行油脂提取，有机溶剂重复提取3次后收集有机相浓缩称重。上述提取油脂加2mL3％硫酸-甲醇进行甲酯化制备得到生物柴油。
实施例3
黄腐酸在BG-11培养基中提高生物量和油脂产量实验，包括如下步骤：
(1)选择BG-11培养基(中国淡水藻种库)作为单针藻的基本培养基，分装入500mL的三角瓶中，按10g/L的量加入葡萄糖作为碳源，将黄腐酸溶解于超纯水中并配置成1000mg/L的母液，黄腐酸在培养基中的浓度为60mg/L，调整pH值为7。
(2)高压高温灭菌20min，接入产油单针藻，藻细胞密度控制在106个/mL，进行摇瓶培养，培养温度为25℃，摇床转速为150r/min，黑暗培养。
(3)各组终培养液离心富集(3000r/min，6min)，并以蒸馏水反复洗涤2次后冻干称重。添加冻干藻粉2倍质量石英砂研磨20min后用氯仿-甲醇(2:1，v/v)进行油脂提取，有机溶剂重复提取3次后收集有机相浓缩称重。上述提取油脂加2mL3％硫酸-甲醇进行甲酯化制备得到生物柴油。
实施例4
黄腐酸在BG-11培养基中提高生物量和油脂产量实验，包括如下步骤：
(1)选择BG-11培养基(中国淡水藻种库)作为单针藻的基本培养基，分装入500mL的三角瓶中，按10g/L的量加入葡萄糖作为碳源，将黄腐酸溶解于超纯水中并配置成1000mg/L的母液，黄腐酸在培养基中的浓度为80mg/L，调整pH值为7.1。
(2)高压高温灭菌20min，接入产油单针藻，藻细胞密度控制在106个/mL，进行摇瓶培养，培养温度为26℃，摇床转速为160r/min，黑暗培养。
(3)各组终培养液离心富集(3000r/min，6min)，并以蒸馏水反复洗涤2次后冻干称重。添加冻干藻粉2倍质量石英砂研磨20min后用氯仿-甲醇(2:1，v/v)进行油脂提取，有机溶剂重复提取3次后收集有机相浓缩称重。上述提取油脂加2mL3％硫酸-甲醇进行甲酯化制备得到生物柴油。
对比例
选择BG-11培养基，不添加黄腐酸，其余步骤同实施例3，此对比例作为空白对照组。
结果表明：如图1和图2所示，空白对照组微藻生长达到稳定期的时间为12天，终油脂含量为52％，黄腐酸添加培养组比空白对照组生长周期缩短了16.7～33.3％，达到稳定期时最大生物量浓度比空白对照组提高了12％～28％，达到5.6～6.4mg/L，油脂含量比对照组提高了7.7～23.1％。
Claims (4)
1.一种基于黄腐酸提高产油微藻油脂含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、制备基于黄腐酸的培养基；
步骤2、接入产油单针藻进行摇瓶培养；
步骤3、制备生物柴油。
2.根据权利要求1所述的基于黄腐酸提高产油微藻油脂含量的方法，其特征在于，所述步骤1中制备基于黄腐酸的培养基具体为：选择BG-11培养基作为单针藻的基本培养基，分装250mL进入500mL的三角瓶中，按10g/L的量加入葡萄糖作为碳源，加入20-80mg/L的黄腐酸，调整pH值为6.8～7.1。
3.根据权利要求1所述的基于黄腐酸提高产油微藻油脂含量的方法，其特征在于，所述步骤2中制备基于产油单针藻的培养液具体为：高压高温灭菌20min，接入产油单针藻，藻细胞密度控制在106个/mL，进行摇瓶培养，培养温度为23～26℃，摇床转速为150r/min，黑暗培养，制备得到培养液。
4.根据权利要求1所述的基于黄腐酸提高产油微藻油脂含量的方法，其特征在于，所述步骤3中制备生物柴油具体为：将培养液离心富集，离心条件为3000r/min转速条件下离心6min，并以蒸馏水反复洗涤2次后冻干；添加冻干藻粉2倍质量石英砂研磨20min后用体积比为2:1的氯仿-甲醇进行油脂提取，有机溶剂重复提取3次后收集有机相浓缩，得到微藻油脂，上述提取油脂加2mL3％硫酸-甲醇进行甲酯化制备得到生物柴油。
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| CN201510745456.5A Pending CN105296553A (zh) | 2015-11-05 | 2015-11-05 | 一种基于黄腐酸提高产油微藻油脂含量的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105296553A (zh) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105671095A (zh) * | 2016-02-27 | 2016-06-15 | 昆明理工大学 | 一种促进产油微藻细胞和油脂快速积累的培养方法 |
| CN105803010A (zh) * | 2016-03-30 | 2016-07-27 | 昆明理工大学 | 一种基于异养微藻油脂积累的方法 |
| CZ306738B6 (cs) * | 2016-06-07 | 2017-05-31 | Mikrobiologický Ústav Av Čr V.V.I. | Produkční kmen řasy Monoraphidium sp. pro produkci olejů s obsahem polynenasycených mastných kyselin, způsob produkce těchto olejů a použití tohoto produkčního kmene pro průmyslovou výrobu těchto olejů |
| CN107475171A (zh) * | 2017-08-15 | 2017-12-15 | 昆明理工大学 | 褪黑素在提高产油微藻油脂含量中的应用 |
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-
2015
- 2015-11-05 CN CN201510745456.5A patent/CN105296553A/zh active Pending
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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