CN109182437A - 一种提高斜生栅藻中叶黄素产量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明申请属于斜生栅培养技术领域，具体公开了一种提高斜生栅藻中叶黄素产量的方法，具体包括以下步骤,步骤一：(1)培养：采用混养方式对斜生栅进行培养；(2)培养时在混养条件下，以葡萄糖作为有机碳源，葡萄糖浓度为15g/l；(3)接种：初次接种量控制在20％；(4)培养时采用BG11培养基进行培养，ph数值控制在7‑9；步骤二：在步骤一培养进入稳定期后，将进入对数期末期的藻体转入胁迫条件中培养，向培养基中加入若干胁迫因素，所述胁迫因素包括：NaNO3和K2HPO3；其中，添加的NaNO3其浓度为1.5g/L，添加的K2HPO3其浓度为0.01g/L，控制胁迫温度为45摄氏度并且持续4h。本方法能够可以通过优化培养条件和提取工艺达到增加产量的目的。
Description
技术领域
本发明属于斜生栅培养技术领域，具体公开了一种提高斜生栅藻中叶黄素产量的方法。
背景技术
斜生栅是一种常见的真核绿藻，广泛应用于生产生物柴油和污水处理等领域，近年来由于国际油价下跌，生物柴油竞争力下降，微藻的研究重点逐渐从产油转到对类胡萝卜素、多不饱和脂肪酸、维生素等高附加值产物上。大量资料表明斜生栅类胡萝卜素含量丰富，其中大部分是叶黄素。叶黄素有很高的药用价值和保健价值，市场出现供不应求的局面，前景非常广阔。
目前市场上的叶黄素产品主要采用万寿菊等植物为原料提取获得。微藻生长迅速，叶黄素含量高，节约土地和水源，和万寿菊相比有很多优势，很多学者认为微藻是最有希望替代万寿菊成为新的叶黄素原料的。限制藻类工业化生产叶黄素的主要瓶颈还是在于细胞密度低、叶黄素产量不够,及提取工艺成本高。
目前小球藻是国内外研究的热点，小球藻不易培育而斜生栅(斜生栅是栅藻的一种)易繁殖但是却很少有利用斜生栅生产叶黄素的研究，因此如何以斜生栅作为叶黄素原料提取叶绿素并且优化提取工艺提高产量是本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够提高斜生栅藻中叶黄素产量的方法，可以通过优化培养条件和提取工艺达到增加产量的目的。
为了达到上述目的，本发明的基础方案为：
一种提高斜生栅藻中叶黄素产量的方法，具体包括以下步骤,
具体包括以下步骤,
步骤一：
(1)培养：采用混养方式对斜生栅进行培养；
(2)培养时在混养条件下，以葡萄糖作为有机碳源，葡萄糖浓度为15g/l；
(3)接种：初次接种量控制在20％；
(4)培养时采用BG11培养基进行培养，ph数值控制在7-9；
步骤二：
在步骤一培养进入稳定期后，向培养基中加入若干胁迫因素，所述胁迫因素包括：NaNO3和K2HPO3；其中，添加的NaNO3其浓度为1-2g/L，添加的K2HPO3其浓度为0.01g/L，控制胁迫温度为45摄氏度并且持续4h。
本基础方案的工作原理和有益效果在于：
BG-11培养基广泛适用于淡水斜生栅培养；斜生栅在混养条件下斜生栅生长迅速，生物量和叶黄素产量远远高于自养和异养，因此确定采用混养营养方式；混养条件下的最佳有机碳源是葡萄糖，15g/L为最佳葡萄糖浓度；初始接种量为20％，栅藻最容易存活且快速生长；栅藻在中性、弱酸性和弱碱性的环境能够存，此时叶黄素产量也最高。经第一步培养进入稳定期后由于营养消耗和环境因素的改变，栅藻的生物量及叶黄素产量不再上升，栅藻生长的最适条件通常和叶黄素积累的最适条件不同，将进入对数期末期的藻体转入胁迫条件中培养，在大量的生物量基础上达到大量积累叶黄素的目的；胁迫因素对生物量和叶黄素积累的影响不同，氮、磷和温度的影响较大，最适合叶黄素积累的NaNO3、K2HPO3。
进一步，步骤二中的胁迫因素包括H2O2，少量H2O2有催化和促进叶黄素产量的作用。
进一步，步骤一中(4)过程的ph＝8，栅藻最容易存活且快速生长；栅藻在中性、弱酸性和弱碱性的环境能够存活，最适合生长的pH为8，此时叶黄素产量也最高。
进一步，步骤二中NaNO3其浓度为1.5g/L，可大量的积累叶黄素。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
实施例1
一种提高斜生栅藻中叶黄素产量的方法，具体包括以下步骤，
步骤一：
(1)培养：采用混养方式对斜生栅进行培养；
(2)培养时在混养条件下，以葡萄糖作为有机碳源，葡萄糖浓度为15g/l；
(3)接种：初次接种量控制在20％；
(4)培养时采用BG11培养基进行培养，ph数值控制在8；
步骤二：
在步骤一培养进入稳定期后，将进入对数期末期的藻体转入胁迫条件中培养，向培养基中加入若干胁迫因素，所述胁迫因素包括：NaNO3和K2HPO3；其中，添加的NaNO3其浓度为1.5g/L，添加的K2HPO3其浓度为0.01g/L，控制胁迫温度为45摄氏度并且持续4h；胁迫因素中还包括0.02mg/L的H2O2。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于：NaNO3的浓度为1g/L。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于：NaNO3的浓度为2g/L。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于：不包含H2O2。
对比例2
对比例2与实施例1的区别在于：ph小于8。
对比例3与实施例1的区别在于：pk大于8。
实验数据
以同一母体培养基中各自划分出等量的斜生栅，进行培养，各个实验组分别培养斜生栅，相同的时间，之后检测各个培养基中的叶黄素含量，斜生栅含量，叶黄素浓度等数据，并且以实施例1的数据为基准做对比，实验结果如下：
| 叶黄素含量 | 叶黄素浓度 | 催化速度 | |
| 实施例1 | 1 | 1 | 1 |
| 实施例2 | 0.8 | 0.9 | 0.9 |
| 实施例3 | 0.9 | 0.8 | 0.9 |
| 对比例1 | 1 | 1 | 0.9 |
| 对比例2 | 0.8 | 0.8 | 0.9 |
| 对比例3 | 0.9 | 0.9 | 0.9 |
综上可知：
营养方式：栅藻在混养条件下栅藻生长迅速，生物量和叶黄素产量远远高于自养和异养，因此确定采用混养营养方式。
碳源种类：混养条件下的最佳有机碳源是葡萄糖，15g/L为最佳葡萄糖浓度。
接种量：初始接种量最好为20％，栅藻最容易存活且快速生长。
pH：栅藻在中性、弱酸性和弱碱性的环境能够存活，最适合生长的pH为8，这接近8此时叶黄素产量也最高。
经第一步培养进入稳定期后由于营养消耗和环境因素的改变，栅藻的生物量及叶黄素产量不再上升，栅藻生长的最适条件通常和叶黄素积累的最适条件不同，将进入对数期末期的藻体转入胁迫条件中培养，在大量的生物量基础上达到大量积累叶黄素的目的。。对栅藻生物量和叶黄素产量的影响，氮、磷和温度的影响较大，胁迫因素对生物量和叶黄素积累的影响不同，最适合叶黄素积累的NaNO3浓度为1.5g/L，最佳K2HPO3浓度为0.01g/L，45℃高温胁迫4h，少量H2O2有促进作用但效果不明显。因本方法被证明能够极大提高叶黄素产量。
因此本方法可以通过优化培养条件和提取工艺达到增加产量的目的。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。
Claims (4)
1.一种提高斜生栅藻中叶黄素产量的方法，其特征在于，具体包括以下步骤,
步骤一：
(1)培养：采用混养方式对斜生栅进行培养；
(2)培养时在混养条件下，以葡萄糖作为有机碳源，葡萄糖浓度为15g/l；
(3)接种：初次接种量控制在20％；
(4)培养时采用BG11培养基进行培养，ph数值控制在7-9；
步骤二：
在步骤一培养进入稳定期后，将进入对数期末期的藻体转入胁迫条件中培养，向培养基中加入若干胁迫因素，所述胁迫因素包括：NaNO3和K2HPO3；其中，添加的NaNO3其浓度为1-2g/L，添加的K2HPO3其浓度为0.01g/L，控制胁迫温度为45摄氏度并且持续4h。
2.如权利要求1所述的一种提高斜生栅藻中叶黄素产量的方法，其特征在于，步骤二中的胁迫因素还包括H2O2。
3.如权利要求1所述的一种提高斜生栅藻中叶黄素产量的方法，其特征在于，步骤一中(4)过程的ph＝8。
4.如权利要求1所述的一种提高斜生栅藻中叶黄素产量的方法，其特征在于，所述步骤二中NaNO3其浓度为1.5g/L。
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|---|---|---|---|---|
| CN110079461A (zh) * | 2019-05-05 | 2019-08-02 | 江苏强农农业技术服务有限公司 | 一种促进栅藻生长和叶黄素积累的培养基 |
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| CN103320484A (zh) * | 2013-06-28 | 2013-09-25 | 四川柯森油田化学有限公司 | 一种提高透明质酸发酵产量的方法 |
| CN105712490A (zh) * | 2016-02-19 | 2016-06-29 | 南昌大学 | 一种兼养微生物营养转化处理高氨氮废水的方法 |
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| 郑伟: "一种提高斜生栅藻中叶黄素产量的方法", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 * |
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