CN109234209A - 一种家养食用螺旋藻的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种家养食用螺旋藻的方法，所述家养食用螺旋藻的方法通过控制藻细胞封闭式培养过程中的关键影响因素包括光照、温度、pH值、营养物质和循环气体，使非专业人士在家庭环境下获得高产且新鲜的食用螺旋藻。本发明方法使用新型螺旋藻家养机和专用藻种进行培养，培养条件包括光照强度3‑6万lux、温度25‑35℃、pH9‑11、Zarrouk氏培养基、藻种初始接种密度OD值0.2‑0.3并适时补充CO2。本发明所述家养食用螺旋藻的方法能够为人们提供直饮的鲜活藻细胞，完整保存了细胞结构，避免细胞色素消退和营养成分损失等问题，相比于干粉制品，营养利用率大大提升。

Description

一种家养食用螺旋藻的方法
技术领域
本发明属于微藻生物技术领域，具体涉及一种家养食用螺旋藻的方法。
背景技术
自80年代起，随着微藻生物技术的发展，有关学者已经注意到螺旋藻能合成许多重要的高附加值产物，且其自身蛋白质含量高，碳水化合物丰富，脂肪和胆固醇含量低，还含有多种维生素和微量元素等物质，尤其是它含有人体不能自身合成的8种必需氨基酸且氨基酸含量平衡。螺旋藻具有营养成分均衡，无毒性，风味良好，易于消化和吸收等特点。中国卫生部于2004年8月发布公告将食品新资源魔芋、钝顶螺旋藻、极大螺旋藻、蚕蛹等列为普通食品管理。这意味着螺旋藻可以像大米和面粉一样不受限量地食用，这说明了螺旋藻具有很高的安全度，有着极其重要的营养和药用等开发潜力。
多年来有关螺旋藻细胞培养的研究都仅限于光合自养生长，螺旋藻的工业化规模培养都是以池养为主，其缺点是环境条件难控制，对天气的依赖性强，尤其是对光强度和温度的依赖性强，故而螺旋藻的产率较低。当今国内外螺旋藻生物技术产业化发展受到生产成本过高的限制，再加上开放式培养系统容易受到生物和化学物质的污染，使产物很难用于食品及医药制品，因此开放式培养系统很难适应微藻生物技术的发展需要。现在市场所售螺旋藻干粉制品损伤了螺旋藻完整的细胞结构，还有细胞色素消退、营养成分损失和销售价格较高等问题。所以急需人们研发出一种可以使非专业人士在家庭环境下获得高产且新鲜的食用螺旋藻的方法。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种家养食用螺旋藻的方法。本发明所述家养食用螺旋藻的方法通过对藻细胞封闭式大规模培养过程中的关键影响因素包括光照、温度、pH值、营养物质和循环气体的控制，使非专业人士在家庭环境下获得高产且新鲜的食用螺旋藻。
本发明所采用的技术方案为：
(1)取螺旋藻藻种并接种到培养液中，搅拌，使藻种均匀分布于培养液中；
(2)采用光照强度3-6万lux、温度25-35℃的条件进行培养，并适时补充CO2，培养至稳定期收获藻细胞，即得所述食用螺旋藻。
进一步的，步骤(1)中，所述培养液的pH值为9-11，所述接种密度OD值为0.2-0.3。
进一步的，骤(2)中，光照时间为18h-24h，光质为白光或粉光。
进一步的，步骤(2)中，每隔1h-2h补充一次CO2，流量为20-40cm/s。
进一步的，步骤(2)中，当OD值大于0.35-0.55时收获藻细胞，并将取藻后的OD值控制在0.2-0.25。
进一步的，步骤(1)中，所述培养液的成分包括NaHCO3 16-17g/L、K2HPO4 0.3-0.7g/L、NaNO3 2-3g/L、NaCl 0.5-1.5g/L、MgSO4 0.1-0.3g/L、FeSO4 0.005-0.015g/L、K2SO40.5-1.5g/L、CaCl2·2H2O 0.02-0.06g/L、EDTA 0.06-0.1g/L；每隔0.5-1.5个月更换一次Zarrouk氏培养基。
进一步的，步骤(1)中，所述培养液中还添加微量元素B、Mn、Zn、Mo和Cu。
进一步的，所述微量元素具体含量为H3BO3 2.76-2.96mg/L、MnCl2·4H2O 1.7-1.9mg/L、ZnSO4·7H2O 0.12-0.32mg/L、MoO3 0.005-0.015mg/L、CuSO4·5H2O 0.07-0.09mg/L。
进一步的，所述培养液中还添加微量元素V、Ni、W、Ti和Co。
进一步的，所述微量元素的具体组成为NH4VO3 20.9-24.9mg/L、NiSO3·7H2O45.8-49.8mg/L、NaWO4 15.9-19.9mg/L、Ti(SO4)2 35-45mg/L、Co(NO3)2·6H2O 3.4-5.4mg/L。
本发明的有益效果为：
本发明所述的家养食用螺旋藻的方法，通过对藻细胞封闭式大规模培养过程中的关键影响因素包括光照、温度、pH值、营养物质和循环气体的控制，使非专业人士在家庭环境下获得高产且新鲜的食用螺旋藻。本发明方法使用新型螺旋藻家养机和专用藻种进行培养，培养条件包括光照强度3-6万lx、温度为25-35℃、pH9-11、Zarrouk氏培养基、藻种初始接种密度OD值0.2-0.3并适时补充CO2。本发明所述家养食用螺旋藻的方法能够为人们提供直饮的鲜活藻细胞，完整保存了细胞结构，避免细胞色素消退和营养成分损失等问题，相比于干粉制品，营养利用率大大提升。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1-3所述家养食用螺旋藻的方法中添加CO2对pH和OD值影响的试验曲线图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种家养食用螺旋藻的方法，具体方法包括以下内容：
使用一种螺旋藻自动培育装置进行螺旋藻的培养，具体培养条件为：光照为强度30000lux的白光每天照射18h，温度25℃，pH9，Zarrouk氏培养基，藻种初始接种密度OD值0.2，每隔1h补充一次CO2，流量为20cm/s，当OD值大于0.35时就开始取藻，并将取藻后OD值控制在0.2。
Zarrouk氏培养基的主要成分包括NaHCO3 16g/L、K2HPO4 0.3g/L、NaNO3 2g/L、NaCl 0.5g/L、MgSO4 0.1g/L、FeSO4 0.005g/L、K2SO4 0.5g/L、CaCl2·2H2O0.02g/L、EDTA0.06g/L、H3BO3 2.76mg/L、MnCl·4H2O 1.7mg/L、ZnSO4·7H2O 0.12mg/L、MoO3 0.005mg/L、CuSO4·5H2O 0.07mg/L、NH4VO3 20.9mg/L、NiSO3·7H2O 45.8mg/L、NaWO4 15.9mg/L、Ti(SO4)2 35mg/L、Co(NO3)2·6H2O 3.4mg/L；每隔半个月更换一次Zarrouk氏培养基。
实施例2
本实施例提供一种家养食用螺旋藻的方法，具体方法包括以下内容：
使用一种螺旋藻自动培育装置进行螺旋藻的培养，具体培养条件为：光照为强度60000lux的粉光每天照射24h，温度35℃，pH11，Zarrouk氏培养基，藻种初始接种密度OD值0.3，每隔2h补充一次CO2，流量为40cm/s，当OD值大于0.55时就开始取藻，并将取藻后OD值控制在0.25。
Zarrouk氏培养基的主要成分包括NaHCO3 17g/L、K2HPO4 0.7g/L、NaNO3 3g/L、NaCl 1.5g/L、MgSO4 0.3g/L、FeSO4 0.015g/L、K2SO4 1.5g/L、CaCl2·2H2O 0.06g/L、EDTA0.1g/L、H3BO3 2.96mg/L、MnCl·4H2O 1.9mg/L、ZnSO4·7H2O 0.32mg/L、MoO3 0.015mg/L、CuSO4·5H2O 0.09mg/L、NH4VO3 24.9mg/L、NiSO3·7H2O 49.8mg/L、NaWO4 19.9mg/L、Ti(SO4)2 45mg/L、Co(NO3)2·6H2O 5.4mg/L；每隔一个半个月更换一次Zarrouk氏培养基。
实施例3
本实施例提供一种家养食用螺旋藻的方法，具体方法包括以下内容：
使用一种螺旋藻自动培育装置进行螺旋藻的培养，具体培养条件为：光照为强度50000lux的粉光每天照射22h，温度30℃，pH10，Zarrouk氏培养基，藻种初始接种密度OD值0.25，每隔1.5h补充一次CO2，流量为30cm/s，当OD值大于0.4时就开始取藻，并将取藻后OD值控制在0.225。
Zarrouk氏培养基的主要成分包括NaHCO3 16.8g/L、K2HPO4 0.5g/L、NaNO3 2.5g/L、NaCl 1g/L、MgSO4 0.2g/L、FeSO4 0.01g/L、K2SO4 1g/L、CaCl2·2H2O 0.04g/L、EDTA0.08g/L、H3BO3 2.86mg/L、MnCl·4H2O 1.8mg/L、ZnSO4·7H2O 0.22mg/L、MoO3 0.01mg/L、CuSO4·5H2O 0.08mg/L、NH4VO3 22.9mg/L、NiSO3·7H2O 47.8mg/L、NaWO4 17.9mg/L、Ti(SO4)2 40mg/L、Co(NO3)2·6H2O 4.4mg/L；每隔1个月更换一次Zarrouk氏培养基。
图1为所述家养食用螺旋藻的方法中添加CO2对pH和OD值影响的试验曲线图：试验容积为22L的圆柱形光生物反应器；培养基采用Zarrouk氏培养基；温度控制在30℃；光生物反应器的光照强度采用48000lx；搅拌方式采用直径120mm四叶螺旋桨叶轮；150转/分的电机搅拌藻液；每隔2h充一次CO2气体；初始接种浓度为0.258；一共培养138天；随着螺旋藻浓度的增加，当藻液OD值达到0.4时，就开始取藻，并将取藻后的OD值控制在0.2-0.25。由图中可得随着培养时间的增加，pH逐渐上升，最大值为10.6，而每次补加CO2后(图中三个箭头的位置，就是补加CO2的时期)，pH会下降一定的数值，然后再缓慢上升。
实验例
表1是对实施例1-3家养食用螺旋藻的方法中不同光质光强下螺旋藻的产量。
表1不同光质光强下螺旋藻的产量
编号 光强(lux) 光质 电压(V) 功率(W) 平均产量(g/d) 月总产量(g)
1 11400 白光 110 50 6.877 206.31
2 101000 白光 110 50 15.622 469.86
3 45600 红光 110 50 15.563 466.9
4 51000 粉光 220 50 16.124 483.73
5 104000 粉光 110 14 11.753 352.58
对表1中数据进行分析，可以得出：
5个养藻机培养条件除光强光质不同外，其他条件都相同。编号1为对照组，可以看出2、3、4、5号的产量都比对照组高，其中4号产量最高，为16.124g/d，2号、3号和4号的产量都没有显著区别。1号和2号的光质相同，光强不同，2号的产量比1号高出约2.28倍，由此可见光强对螺旋藻的产量有显著的影响。4号和5号光质相同，5号光强约为4号光强的一倍，但是从产量上可以看出4号高于5号，这是由于适合螺旋藻生长的光强有一定的限值，并不是光强越高产量越高。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种家养食用螺旋藻的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)取螺旋藻藻种并接种到培养液中，搅拌，使藻种均匀分布于培养液中；
(2)采用光照强度3-6万lux、温度25-35℃的条件进行培养，并适时补充CO2，培养至稳定期收获藻细胞，即得所述食用螺旋藻。
2.根据权利要求1所述的家养食用螺旋藻的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述培养液的pH值为9-11，所述接种密度OD值为0.2-0.3。
3.根据权利要求1所述的家养食用螺旋藻的方法，其特征在于，步骤(2)中，光照时间为18h-24h，光质为白光或粉光。
4.根据权利要求1所述的家养食用螺旋藻的方法，其特征在于，步骤(2)中，每隔1h-2h补充一次CO2，流量为20-40cm/s。
5.根据权利要求1所述的家养食用螺旋藻的方法，其特征在于，步骤(2)中，当OD值大于0.35-0.55时收获藻细胞，并将取藻后的OD值控制在0.2-0.25。
6.根据权利要求1所述的家养食用螺旋藻的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述培养液的成分包括NaHCO3 16-17g/L、K2HPO4 0.3-0.7g/L、NaNO3 2-3g/L、NaCl 0.5-1.5g/L、MgSO40.1-0.3g/L、FeSO4 0.005-0.015g/L、K2SO4 0.5-1.5g/L、CaCl2·2H2O 0.02-0.06g/L、EDTA0.06-0.1g/L；每隔0.5-1.5个月更换一次Zarrouk氏培养基。
7.根据权利要求6所述的家养食用螺旋藻的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述培养液中还添加微量元素B、Mn、Zn、Mo和Cu。
8.根据权利要求7所述的家养食用螺旋藻的方法，其特征在于，所述微量元素具体含量为H3BO3 2.76-2.96mg/L、MnCl2·4H2O 1.7-1.9mg/L、ZnSO4·7H2O 0.12-0.32mg/L、MoO30.005-0.015mg/L、CuSO4·5H2O 0.07-0.09mg/L。
9.根据权利要求6所述的家养食用螺旋藻的方法，其特征在于，所述培养液中还添加微量元素V、Ni、W、Ti和Co。
10.根据权利要求9所述的家养食用螺旋藻的方法，其特征在于，所述微量元素的具体组成为NH4VO3 20.9-24.9mg/L、NiSO3·7H2O 45.8-49.8mg/L、NaWO4 15.9-19.9mg/L、Ti(SO4)2 35-45mg/L、Co(NO3)2·6H2O 3.4-5.4mg/L。
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