CN107227259A - 一种利用苦咸水养殖杜氏盐藻的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用苦咸水养殖杜氏盐藻的方法，该方法包括：将杜氏盐藻(Dunaliella salina)藻种和微绿球藻(Nannochloropsis oculata)藻种与含有营养盐和经过预处理后的苦咸水的工作液混合，然后进行养殖，得到养殖后的物料；其中，所述经过预处理后的苦咸水中氯化钠的浓度为10-40克/升，所述杜氏盐藻藻种和微绿球藻藻种的细胞数量比为1：(0.01-1)，所述杜氏盐藻藻种和微绿球藻藻种的接种量为10-40％，即总干重为苦咸水重量的0.007-0.028重量％。采用本方法能够在较低盐度下生产高附加值的杜氏盐藻和微绿球藻，养殖条件易于控制，产品安全可靠，可以形成规模化生产。

Description

一种利用苦咸水养殖杜氏盐藻的方法
技术领域
本发明涉及生物技术领域，具体地，涉及一种利用苦咸水养殖杜氏盐藻的方法。
背景技术
杜氏盐藻(Dunaliella salina)隶属绿藻门(Chlorophyta)、团藻目(Volvocales)、多毛藻科(Poly-blepharidaceas)、杜世藻属(Dunaliella，Teodoresco)，是一种能在高盐环境中生长的无细胞壁的单细胞绿藻。杜氏盐藻含有丰富的油脂、β-胡萝卜素、蛋白质和多糖等，同时含较高的Ca、P、Zn等矿物质以及包括人类必须氨基酸在内的18中氨基酸，累积的甘油为干重的40-50％。在适当的条件下，其体内合成的β-胡萝卜素可达细胞干重的10％以上，远远高于其他作物，是生产β-胡萝卜素理想的天然资源，成为商业化生产天然β-胡萝卜素的最好藻种。目前，杜氏盐藻的养殖大都通过控制养殖过程中的环境因子以达到提高β-胡萝卜素积累量的目的。
微绿球藻(Nannochloropsis oculata)属绿藻门(Chlorophyta)、绿球藻目(Chlorococcales)、绿球藻属(Chlorococcum)，富含不饱和脂肪酸及其他营养元素，其中EPA含量占脂肪酸总量的30％。EPA能降低胆固醇和甘油三酯的含量，促进体内饱和脂肪酸代谢，从而降低血液粘稠度，增进血液循环，提高组织供氧而消除疲劳，并防止脂肪在血管壁的沉积，预防动脉粥样硬化的形成和发展，预防脑血栓、脑溢血、高血压等心脑血管疾病。另外，微绿球藻的油脂含量占干重的68％以上，是提炼生物柴油的理想微藻。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用苦咸水养殖杜氏盐藻的方法，采用该方法可以在较低盐度下同时养殖杜氏盐藻和微绿球藻，并保证杜氏盐藻和微绿球藻营养成分的积累，具有较高的经济效益。
为了实现上述目的，本发明提供一种利用苦咸水养殖杜氏盐藻的方法，该方法包括：将杜氏盐藻藻种(Dunaliella salina)藻种和微绿球藻(Nannochloropsis oculata)藻种与含有营养盐和经过预处理后的苦咸水的工作液混合，然后进行养殖，得到养殖后的物料；其中，所述经过预处理后的苦咸水中氯化钠的浓度为10-40克/升，所述杜氏盐藻藻种和微绿球藻藻种的细胞密度比为1：(0.01-1)，所述杜氏盐藻藻种和微绿球藻藻种的接种量为10-40％，即总干重为苦咸水重量的0.007-0.028重量％。
通过上述技术方案，本发明的方法采用苦咸水养殖杜氏盐藻和微绿球藻，能够在较低盐度下生产高附加值的杜氏盐藻和微绿球藻，养殖条件易于控制，产品安全可靠，可以形成规模化生产。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供一种利用苦咸水养殖杜氏盐藻的方法，该方法包括：将杜氏盐藻(Dunaliella salina)藻种和微绿球藻(Nannochloropsis oculata)藻种与含有营养盐和经过预处理后的苦咸水的工作液混合，然后进行养殖，得到养殖后的物料；其中，所述经过预处理后的苦咸水中氯化钠的浓度为10-40克/升，所述杜氏盐藻藻种和微绿球藻藻种的细胞密度比为1：(0.01-1)，所述杜氏盐藻藻种和微绿球藻藻种的接种量为10-40％，即总干重为苦咸水重量的0.007-0.028重量％。
根据本发明，为了使苦咸水达到符合杜氏盐藻藻种和微绿球藻藻种生长的条件，可以对苦咸水进行预处理，所述预处理可以包括晾晒处理、杀菌处理和过滤处理。
根据本发明，为了使预处理后的苦咸水中的氯化钠浓度达到藻种生长所需的条件，在对杜氏盐藻藻种和微绿球藻藻种进行养殖之前，可以对苦咸水进行晾晒处理，所述晾晒处理可以采取本领域常用的晾晒处理方法，例如可以将预处理前的苦咸水通入晾晒池中进行晾晒。
根据本发明，为了除去苦咸水中的微生物，防治藻种在培养阶段受到原生动物、杂藻等的污染，所述预处理前的苦咸水还可以经过杀菌处理。所述杀菌处理可以采取本领域常用的杀菌处理方法，优选为采用杀菌剂对所述预处理前的苦咸水进行杀菌，所述杀菌剂可以为选自次氯酸钠和/或臭氧。
根据本发明，为了进一步除去苦咸水中的原生杂质及经过晾晒处理、杀菌处理后产生的杂质，所述预处理前的苦咸水还可以经过过滤处理。所述过滤处理包括将所述预处理前的苦咸水通过过滤膜进行过滤，所述过滤膜的孔径可以为0.2-0.6微米。
根据本发明，苦咸水的含义为本领域技术人员所熟知，本发明所采用的预处理前的苦咸水中氯化钠的浓度优选在7000-10000毫克/升的，例如可以为新疆阿拉尔地区的苦咸水。
根据本发明，为了更好的对杜氏盐藻和微绿球藻进行养殖以及获得较高的β-胡萝卜素和油脂积累量，需要在苦咸水中添加营养盐。所述营养盐中可以含有：NaNO3、NaH2PO4·H2O、Na2SiO3·9H2O、Na2EDTA、FeCl3·6H2O、CuSO4·5H2O、ZnSO4·7H2O、CoCl2·6H2O、MnCl2·4H2O、Na2MoO4·2H2O、维生素B1、维生素B12和生物素。其中，所述营养盐中各组分的浓度可以为：NaNO3的浓度为50-80毫克/升、NaH2PO4·H2O的浓度为1-10毫克/升、Na2SiO3·9H2O的浓度为10-30毫克/升、Na2EDTA的浓度为1-10毫克/升、FeCl3·6H2O的浓度为0.5-6毫克/升、CuSO4·5H2O的浓度为0.01-0.5毫克/升、ZnSO4·7H2O的浓度为0.01-0.2毫克/升、CoCl2·6H2O的浓度为0.01-0.1毫克/升、MnCl2·4H2O的浓度为0.05-0.5毫克/升、Na2MoO4·2H2O的浓度为0.02-0.2毫克/升、维生素B1的浓度为0.1-1毫克/升、维生素B12的浓度为0.2-1毫克/升、生物素的浓度为0.2-3毫克/升。
根据本发明，为了达到最佳的养殖效果，养殖的条件可以为：温度为15-30℃，优选为20-30℃；pH值为6.5-10，优选为7-8.5，养殖时间为5-20天，光照强度为第1-7天1000-5000Lux，第5-20天4000-10000Lux，优选为第1-7天2000-4000Lux，第5-20天6000-10000Lux。
根据本发明，为了达到藻种生长所需的最适光照强度并对光照强度进行灵活的控制，可以在养殖期间根据藻种的生长情况采用遮阴网对光照强度进行实时控制。
根据本发明，为了进一步提高杜氏盐藻和微绿球藻中的β-胡萝卜素和油脂积累量，所述养殖过程可以在光反应器中进行，所述光反应器可以为选自跑道池式光反应器、气升式光反应器、管式光反应器和板式光反应器中的至少一种。
根据本发明，在养殖后的物料中累积的营养物质达到所需水平时，可以对所述养殖后的物料进行离心处理，以采收杜氏盐藻和微绿球藻，采用本发明的方法所养殖的杜氏盐藻中β-胡萝卜素的积累量在7毫克/升以上，微绿球藻中的油脂含量在0.15克/升以上。对采收后的杜氏盐藻和微绿球藻可以进行干燥，得到藻粉。
以下将通过实施例进一步说明本发明，但本发明并不因此而受到任何限制。实施例中所采用的杜氏盐藻藻种购自上海光语生物科技有限公司，商品号为GY-H13，微绿球藻藻种购自上海光语生物科技有限公司，商品号为GY-H14。
实施例1
将氯化钠浓度为9800毫克/升的新疆阿拉尔地区苦咸水通入晾晒池，晾晒浓缩使其氯化钠浓度为20克/升，然后通入杀菌池，采用10毫克/升的次氯酸钠作杀菌剂，杀菌处理的时间为30分钟。杀菌后的苦咸水通过孔径为0.45微米的过滤膜过滤掉杂质后，通入跑道池式光反应器。
配制营养盐，各组分浓度为：75毫克/升的NaNO3、5毫克/升的NaH2PO4·H2O、20毫克/升的Na2SiO3·9H2O、4.36毫克/升的Na2EDTA、3.16毫克/升的FeCl3·6H2O、0.01毫克/升的CuSO4·5H2O、0.023毫克/升的ZnSO4·7H2O、0.012毫克/升的CoCl2·6H2O、0.18毫克/升的MnCl2·4H2O、0.07毫克/升的Na2MoO4·2H2O、0.1毫克/升的维生素B1、0.5毫克/升的维生素B12、0.5毫克/升的生物素。将配置好的营养盐投入反应器中。
将杜氏盐藻(Dunaliella salina)藻种和微绿球藻(Nannochloropsisoculata)藻种按细胞密度比为1:0.5投入反应器中，控制杜氏盐藻藻种和微绿球藻藻种的接种量为10％，即总干重为苦咸水重量的0.007重量％。采用遮阴网控制反应器内的光照强度为接种前5天4000Lux，然后为6000Lux，控制温度为22.5℃，pH值为7。
养殖10天后，杜氏盐藻和微绿球藻成熟，藻体含量分别为0.7克/升和0.82克/升。杜氏盐藻中的β-胡萝卜素积累量为7.2毫克/升，微绿球藻中的油脂含量为0.23克/升。采用连续离心机采收杜氏盐藻和微绿球藻，自然干燥后可得到杜氏盐藻藻粉和微绿球藻藻粉。
实施例2
将氯化钠浓度为8000毫克/升的新疆阿拉尔地区苦咸水通入晾晒池，晾晒浓缩使其氯化钠浓度为24克/升，然后通入杀菌池，采用10毫克/升的臭氧作杀菌剂，杀菌处理的时间为30分钟。杀菌后的苦咸水通过孔径为0.35微米的过滤膜过滤掉杂质后，通入气升式光反应器。
配制营养盐，各组分浓度为：50毫克/升的NaNO3、10毫克/升的NaH2PO4·H2O、10毫克/升的Na2SiO3·9H2O、9毫克/升的Na2EDTA、0.6毫克/升的FeCl3·6H2O、0.5毫克/升的CuSO4·5H2O、0.01毫克/升的ZnSO4·7H2O、0.1毫克/升的CoCl2·6H2O、0.07毫克/升的MnCl2·4H2O、0.18毫克/升的Na2MoO4·2H2O、0.12毫克/升的维生素B1、0.9毫克/升的维生素B12、0.5毫克/升的生物素。将配置好的营养盐投入反应器中。
将杜氏盐藻藻种和微绿球藻藻种按细胞密度比为1:0.05投入反应器中，控制杜氏盐藻藻种和微绿球藻藻种的接种量为20％，即总干重为苦咸水重量的0.014重量％。采用遮阴网控制反应器内的光照强度为接种前五天2000Lux，然后为8000Lux，控制温度为24℃，pH值为7.7。
养殖12天后，杜氏盐藻和微绿球藻成熟，藻体含量分别为0.75克/升和0.91克/升。杜氏盐藻中的β-胡萝卜素积累量为7.8毫克/升，微绿球藻中的油脂含量为0.17克/升。采用连续离心机采收杜氏盐藻和微绿球藻，自然干燥后可得到杜氏盐藻藻粉和微绿球藻藻粉。
实施例3
将氯化钠浓度为9000毫克/升的新疆阿拉尔地区苦咸水通入晾晒池，晾晒浓缩使其氯化钠浓度为35克/升，然后通入杀菌池，采用20毫克/升的臭氧作杀菌剂，杀菌处理的时间为30分钟。杀菌后的苦咸水通过孔径为0.5微米的过滤膜过滤掉杂质后，通入气升式光反应器。
配制营养盐，各组分浓度为：80毫克/升的NaNO3、1.5毫克/升的NaH2PO4·H2O、25毫克/升的Na2SiO3·9H2O、1.5毫克/升的Na2EDTA、5.6毫克/升的FeCl3·6H2O、0.05毫克/升的CuSO4·5H2O、0.15毫克/升的ZnSO4·7H2O、0.03毫克/升的CoCl2·6H2O、0.47毫克/升的MnCl2·4H2O、0.03毫克/升的Na2MoO4·2H2O、0.85毫克/升的维生素B1、0.3毫克/升的维生素B12、2.5毫克/升的生物素。将配置好的营养盐投入反应器中。
将杜氏盐藻藻种和微绿球藻藻种按细胞密度比为1:1投入反应器中，控制杜氏盐藻藻种和微绿球藻藻种的总重量为反应器中苦咸水重量的30％，即总干重为苦咸水重量的0.021重量％。采用遮阴网控制反应器内的光照强度为接种前五天5000Lux，然后为10000Lux，控制温度为25℃，pH值为8。
养殖15天后，杜氏盐藻和微绿球藻成熟，藻体含量分别为0.73克/升和0.88克/升。杜氏盐藻中的β-胡萝卜素积累量为7.1毫克/升，微绿球藻中的油脂含量为0.29克/升。采用连续离心机采收杜氏盐藻和微绿球藻，自然干燥后可得到杜氏盐藻藻粉和微绿球藻藻粉。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于所养殖的藻种全部为杜氏盐藻藻种，其总重量与实施例1中杜氏盐藻藻种和微绿球藻藻种的总干重占苦咸水重量的比例相同。养殖条件和工作液配比与实施例1完全相同。
养殖10天后，杜氏盐藻成熟，藻体含量为0.6克/升。杜氏盐藻中的β-胡萝卜素积累量为5.4毫克/升。
实施例1-3和对比例1的结果可以说明，采用本发明的方法可以对杜氏盐藻和微绿球藻同时进行养殖，且杜氏盐藻和微绿球藻的营养成分积累量较高；在相同条件下单独养殖杜氏盐藻，所得杜氏盐藻的β-胡萝卜素积累量较低。

Claims (10)

1.一种利用苦咸水养殖杜氏盐藻的方法，该方法包括：将杜氏盐藻(Dunaliella salina)藻种和微绿球藻(Nannochloropsis oculata)藻种与含有营养盐和经过预处理后的苦咸水的工作液混合，然后进行养殖，得到养殖后的物料；其中，所述经过预处理后的苦咸水中氯化钠的浓度为10-40克/升，所述杜氏盐藻藻种和微绿球藻藻种的细胞密度比为1：(0.01-1)，所述杜氏盐藻藻种和微绿球藻藻种的接种量为10-40％，即总干重为苦咸水重量的0.007-0.028重量％。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预处理包括晾晒处理、杀菌处理和过滤处理。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述晾晒处理包括将预处理前的苦咸水通入晾晒池中进行晾晒；
所述杀菌处理包括采用杀菌剂对预处理前的苦咸水进行杀菌，所述杀菌剂为选自次氯酸钠和/或臭氧；
所述过滤处理包括将预处理前的苦咸水通过过滤膜进行过滤，所述过滤膜的孔径为0.2-0.6微米。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述预处理前的苦咸水中氯化钠的浓度为7000-10000毫克/升。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述营养盐中含有：NaNO3、NaH2PO4·H2O、Na2SiO3·9H2O、Na2EDTA、FeCl3·6H2O、CuSO4·5H2O、ZnSO4·7H2O、CoCl2·6H2O、MnCl2·4H2O、Na2MoO4·2H2O、维生素B1、维生素B12和生物素。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述营养盐中各组分的浓度为：NaNO3的浓度为50-80毫克/升、NaH2PO4·H2O的浓度为1-10毫克/升、Na2SiO3·9H2O的浓度为10-30毫克/升、Na2EDTA的浓度为1-10毫克/升、FeCl3·6H2O的浓度为0.5-6毫克/升、CuSO4·5H2O的浓度为0.01-0.5毫克/升、ZnSO4·7H2O的浓度为0.01-0.2毫克/升、CoCl2·6H2O的浓度为0.01-0.1毫克/升、MnCl2·4H2O的浓度为0.05-0.5毫克/升、Na2MoO4·2H2O的浓度为0.02-0.2毫克/升、维生素B1的浓度为0.1-1毫克/升、维生素B12的浓度为0.2-1毫克/升、生物素的浓度为0.2-3毫克/升。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述养殖的条件为：温度15-30℃，pH值6.5-10，养殖时间为5-20天，光照强度为第1-7天1000-5000Lux，第5-20天4000-10000Lux。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述光照强度采用遮阴网进行控制。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述养殖过程在光反应器中进行，所述光反应器为选自跑道池式光反应器、气升式光反应器、管式光反应器和板式光反应器中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：对所述养殖后的物料进行离心处理，以采收杜氏盐藻和微绿球藻，并且对采收得到的杜氏盐藻和微绿球藻进行干燥，得到藻粉。
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