CN109504609A - 用于浮游动物饵料的海藻的培养方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于浮游动物饵料的海藻的培养方法，以生活污水为藻类培养原料，通过小分子有机物辅以光照诱导藻类合成虾青素；藻类的培养方法为：在生活污水培养基中添加小分子不饱和脂肪酸，于光照强度为3000‑4500Lux培养，待微藻细胞在光诱导培养下变为褐色后，调节培养基成分使其不含有小分子不饱和脂肪酸，同时含有吲哚类物质和小分子酯类有机物，于光照强度为1000‑3500Lux继续培养。本发明以生活污水为藻类培养原料，绿色环保、成本低；虾青素合成周期短、含量高，将富含虾青素的藻类作为饵料用以浮游动物，再进一步用于水产养殖动物，从而实现食物链的传递作用。

Description

用于浮游动物饵料的海藻的培养方法

技术领域

本发明属于水产养殖动物使用的浮游动物的培养用饵料领域，具体涉及用于浮游动物饵料的海藻的培养方法。

背景技术

近年来随着世界范围内渔业资源的减少和健康意识的提高，鱼类养殖增加。其养殖方法大致分为两种：捕获天然稚鱼喂以混合饲料并且养育到销售尺寸的方法、以及从亲鱼中取卵并孵化后进行养育的方法。在后一情况下，孵化后一定期间内稚鱼依靠称为卵黄的营养物质而成长，之后开口并开始摄食，但为了促进良好成长，通常使用轮虫和水蚤等活的浮游动物。

虾青素(Astaxanthin，又称变胞藻黄素或虾红素)，是类胡萝卜素的一种，为一种较强的天然抗氧化剂。虾青素的抗氧化能力比玉米黄质、叶黄素、角黄素等其他类胡萝卜素强10倍，特别是在自由基清除能力方面，它比β-胡萝卜素强38倍，比维生素E强500倍。因此，虾青素能够显著降低与年龄相关的退行性疾病和局部缺血性疾病的发病风险，同时也可以增强免疫系统预防癌症发生率；在抗衰老、抗紫外线、增强免疫力、穿越血脑屏障抗氧化抗炎等方面也有着显著成效。目前，虾青素已广泛应用于营养保健品、化妆品和食品及饲料行业。

虾青素除了主要的抗氧化抗衰老作用，还能够增强机体免疫力，以及增强机体代谢功能。通常情况下，包括虾在内的甲壳类动物食用含有虾青素的藻类或浮游生物，然后把这种色素储存在壳中，而这些贝壳类动物又被鱼(三文鱼，鳟鱼)和鸟(火烈鸟，朱鹭)捕食，然后把色素储存在皮肤和脂肪组织中。由于水产养殖中，经常使用轮虫等浮游动物作为稚鱼的开口饵料，考虑可以将虾青素通过食物链的作用引入浮游动物体内进而再被稚鱼食用，从而提高鱼类体内的虾青素含量，增强其代谢功能和机体免疫力，提高稚鱼的成活率，当然，进而再次通过食物链，食用这些鱼类的人体内虾青素含量也得到提高，对人体而言，有利于抵抗衰老，而且通过食物链的方式传递，安全无害，有利于形成良性循环。

现有公开号为CN 108728510 A的中国发明专利，公开了一种促进雨生红球藻虾青素积累的方法。雨生红球藻细胞培养达到平台期，进行光诱导时，向培养体系中添加小分子有机物甘油，进而促进培养过程中虾青素的积累。然而，该发明所培养雨生红球藻中虾青素的结构不够稳定，如酯化程度较低，不利于水产养殖动物吸收。

发明内容

本发明的目的在于提供用于浮游动物饵料的海藻的培养方法，以生活污水为藻类培养原料，绿色环保、成本低，通过小分子有机物辅以光照诱导藻类合成虾青素，其虾青素合成周期短、含量高，将该藻类作为饵料用以浮游动物，再进一步用于水产养殖动物，从而实现食物链的传递作用。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

本发明以生活污水为培养原料，培养一种虾青素含量高的藻类生物，该藻类生物可作为浮游动物饵料，而食用了虾青素的浮游动物可进一步作为水产养殖动物的饵料；通过食物链的传递作用，提高水产养殖动物体内虾青素的含量，有利于增强其机体免疫力，而作为人类的消费产物，其营养价值也得到提升。

用于培养的海藻类为含有虾青素的藻类，常见的海产藻类如礁膜、石莼、海带、裙带菜、紫菜、石花菜等；食用淡水藻类如雨生红球藻、地木耳、发菜等；本发明优选为雨生红球藻，这是因为雨生红球藻对虾青素的积累速率较高，而且所含虾青素及其酯类的配比(约70％的单酯，25％的双酯及5％的单体)与水产养殖动物自身配比极为相似，雨生红球藻中虾青素的结构以3S-3S型为主，与鲑鱼等水产生物体内虾青素结构基本一致，因而更易被水产动物吸收。

生活污水是人类生活过程中产生的污水，主要是粪便和洗涤污水，如城市生活中使用的各种洗涤剂和污水、垃圾、粪便等，多为无毒的无机盐类，另外生活污水中的含氮、磷、硫多，致病细菌多。城市每人每日排出的生活污水量为150-400L。虽然不同区域或者不同季节时间的生活污水包含的有机盐、无机盐种类、以及浓度等均有差异，但依据发明人从不同时间、地点的污水处理厂获得多批生活污水的试验结果，利用本发明的这一方法，均能实现高密度培养雨生红球藻。

根据本发明的实施例，利用生活污水培养雨生红球藻之前，需对生活污水进行预处理，其中包括：沉降、吸附、过滤、灭菌。

作为优选，吸附采用柚子、石榴、香蕉、山竹水果的果皮，该果皮为生长呈绿色时期的果皮；取新鲜的果皮，用小刀刮去表面的蜡质，然后浸于温度为30-35℃的1.5-3M聚丙烯酸钠溶液中，浸泡15-25min后，用乙酸乙酯溶液清洗2-3遍，晾干；将处理过的果皮(四种果皮等质量混合)投入生活污水中，投加量为3-9g/L，搅拌5-10min，然后静置20-30min，过滤水体；经聚丙烯酸钠和乙酸乙酯处理的果皮，其表面孔隙呈聚集式增大，有利于吸附污水中的杂质颗粒；而果皮中的纤维素和半纤维素等大分子物质也得到一定程度的舒展，使其结晶度降低，从而降低了重金属离子在其表面的可及度，提高了果皮对重金属离子的吸附容量；此外，聚丙烯酸钠和乙酸乙酯有利于果皮分泌自身的可溶性脂类、糖类等小分子物质，这些物质溶解于污水中，可作为藻类培养的营养物质。

作为优选，过滤采用孔径不大于30μm的滤膜进行，以有效去除细小颗粒杂质以及浮游生物。

本发明对灭菌的方式不作限定，灭菌可选自高温灭菌、高压灭菌中的至少一种。根据本发明的一个实施例，灭菌为煮沸或者采用炭火加热蒸气灭菌，灭菌温度为105-130℃、灭菌时间为20-25min。根据本发明的另一个实施例，灭菌的温度为110-120℃、灭菌压力为0.07-0.09MPa、灭菌时间为18-20min。

根据本发明实施例，雨生红球藻的培养温度为10-35℃，培养的光照强度为800-6000Lux；具体调控参数的方法为：在生活污水培养基中添加小分子不饱和脂肪酸，于光照强度为3000-4500Lux培养2-3天，然后将微藻接种于另一不含小分子不饱和脂肪酸的生活污水培养基中，于光照强度为1000-3500Lux培养3-5天。

作为优选，小分子不饱和脂肪酸的添加量为每升雨生红球藻藻液中0.02-0.08mol；培养过程中，待雨生红球藻细胞在光诱导培养下变为褐色后，调整培养基成分使其不含有小分子不饱和脂肪酸，同时含有吲哚类物质和小分子酯类有机物，继续培养；吲哚类物质和小分子酯类有机物的添加量分别为每升雨生红球藻藻液中0.01-0.02mol和0.02-0.1mol；吲哚类物质和小分子酯类有机物具有协同作用，能够使诱导萌发的虾青素快速进入指数积累阶段，极大地缩短了虾青素合成和积累的周期；同时能够稳定虾青素的酯化程度，使虾青素及其酯类的配比单酯不低于68％，这就保证了培养藻类所含虾青素的结构与水产养殖动物体内虾青素结构的相似度，有利于使得培养所得藻类含有的虾青素被水产养殖动物吸收，提高幼崽的成活率或是增强机体的免疫功能；通过调节培养条件参数，获得一种高产虾青素的雨生红球藻的培养方法。

本发明提供一种雨生红球藻，该雨生红球藻利用上述任一实施例中的培养雨生红球藻的方法获得；利用上述任一方法获得的雨生红球藻能够更快地进入虾青素合成时期，极大地缩短了虾青素合成周期，且虾青素合成积累量高。

根据本发明的另一方面，利用合成的高含虾青素的雨生红球藻作为浮游动物的饵料；浮游动物体内的虾青素含量与雨生红球藻所含虾青素含量呈正相关关系。

对浮游动物的培养方法：将其在经过过滤的池沼水中以5-30个/ml的密度进行接种，将该浮游动物培养液在21-28℃下保持通风，并喂食本发明培养所得雨生红球藻(活细胞)，培养2-8天，可使浮游动物的密度增殖至400-3000个/ml。可将微藻类与其他饵料一起喂食；喂食量根据浮游动物的密度进行调整。

本发明的有益效果为：

1)本发明以生活污水作为藻类培养原料，来源广泛，使生产藻类的成本低廉；同时为环境污染减轻了负担；

2)本发明利用小分子不饱和脂肪酸在光照下诱导藻类合成虾青素，然后利用吲哚类物质和小分子酯类有机物使得诱导萌发的虾青素快速进入指数积累阶段，极大地缩短了虾青素合成和积累的周期；同时能够稳定虾青素的酯化程度，使虾青素及其酯类的配比单酯不低于68％，这就保证了培养藻类所含虾青素的结构与水产养殖动物体内虾青素结构的相似度，有利于使得培养所得藻类含有的虾青素被水产养殖动物吸收，提高幼崽的成活率或是增强机体的免疫功能；

3)本发明通过培养一种虾青素含量高的藻类生物，该藻类生物可作为浮游动物饵料，而食用了虾青素的浮游动物可进一步作为水产养殖动物的饵料；通过食物链的传递作用，提高水产养殖动物体内虾青素的含量，有利于增强其机体免疫力，而作为人类的消费产物，其营养价值得到提升。

本发明采用了上述技术方案提供范文，弥补了现有技术的不足，设计合理，操作方便。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述：

雨生红球藻(H.pluvialis)经由淡水湖泊分离或者购买自中科院水生生物研究所淡水藻种库的FACHB797；污水取自当地的居民生活小区生活排放水。

实施例1：

一种雨生红球藻的培养方法，具体包括以下步骤：

(1)对生活污水进行预处理：静置沉淀，沉降水中杂质和大型颗粒物；过滤得澄清液中加入果皮，先搅拌5min，然后静置20min；然后经25微米滤膜过滤；将过滤得水样于120℃加热煮沸20min进行灭菌；

上述果皮经以下处理：取柚子、石榴、香蕉、山竹水果的果皮，该果皮为生长呈绿色时期的果皮；取新鲜的果皮，用小刀刮去表面的蜡质，然后浸于温度为30℃的1.5M聚丙烯酸钠溶液中，浸泡15min后，用2M乙酸乙酯溶液清洗2遍，晾干；经聚丙烯酸钠和乙酸乙酯处理的果皮，其表面孔隙呈聚集式增大，有利于吸附污水中的杂质颗粒；而果皮中的纤维素和半纤维素等大分子物质也得到一定程度的舒展，使其结晶度降低，从而降低了重金属离子在其表面的可及度，提高了果皮对重金属离子的吸附容量；此外，聚丙烯酸钠和乙酸乙酯有利于果皮分泌自身的可溶性脂类、糖类等小分子物质，这些物质溶解于污水中，可作为藻类培养的营养物质；

经过处理的生活污水采用全自动间断化学分析仪(Auto Discrete Analyzers，德国DeChem-Tech Cleverchem380)对其氮磷含量及总氮总磷含量进行测定；测定结果如下：氨氮(NH⁴⁺)5.2530mg/L、亚硝氮(NO^2-)0.0031mg/L、硝氮(NO^3-)0.0614mg/L、磷酸盐(PO₄ ^3-)0.8962mg/L、总氮(TN)15.1437mg/L、总磷(TP)1.0285mg/L；

(2)将雨生红球藻菌株接种于含有油酸的经预处理的生活污水培养基中，油酸的添加量为每升雨生红球藻藻液中0.02mol，于温度10℃、光照强度3000Lux培养3天；待雨生红球藻细胞在光诱导培养下变为褐色后，按15％的接种量将雨生红球藻接种于另一不含油酸的生活污水培养基中，且该培养基中含有大青素B和乙酸乙酯(二者的添加量分别为每升雨生红球藻藻液中0.01mol和0.02mol)，于光照强度为1000Lux培养5天；通过调控培养基中有机物种类，并结合光强，有利于诱导雨生红球藻更快地进入虾青素合成时期，极大地缩短了虾青素合成周期，且虾青素合成积累量高；吲哚类物质和小分子酯类有机物(大青素B和乙酸乙酯)具有协同作用，能够使诱导萌发的虾青素快速进入指数积累阶段，极大地缩短了虾青素合成和积累的周期；同时能够稳定虾青素的酯化程度，使虾青素及其酯类的配比单酯不低于68％，这就保证了培养藻类所含虾青素的结构与水产养殖动物体内虾青素结构的相似度，有利于使得培养所得藻类含有的虾青素被水产养殖动物吸收，提高幼崽的成活率或是增强机体的免疫功能。

实施例2：

一种雨生红球藻的培养方法，具体包括以下步骤：

(1)对生活污水进行预处理：静置沉淀，沉降水中杂质和大型颗粒物；过滤得澄清液中加入果皮，先搅拌8min，然后静置25min；然后经20微米滤膜过滤；将过滤得水样通过高压灭菌：灭菌温度为115℃、灭菌压力为0.08MPa、灭菌时间为18min；

上述果皮经以下处理：取柚子、石榴、香蕉、山竹水果的果皮，该果皮为生长呈绿色时期的果皮；取新鲜的果皮，用小刀刮去表面的蜡质，然后浸于温度为33℃的2.5M聚丙烯酸钠溶液中，浸泡20min后，用2M乙酸乙酯溶液清洗3遍，晾干；

经过处理的生活污水采用全自动间断化学分析仪(Auto Discrete Analyzers，德国DeChem-Tech Cleverchem380)对其氮磷含量及总氮总磷含量进行测定；测定结果如下：氨氮(NH⁴⁺)5.2830mg/L、亚硝氮(NO^2-)0.0028mg/L、硝氮(NO^3-)0.0725mg/L、磷酸盐(PO₄ ^3-)0.7763mg/L、总氮(TN)14.1831mg/L、总磷(TP)0.9962mg/L；

(2)将雨生红球藻菌株接种于含有亚麻酸的经预处理的生活污水培养基中，亚麻酸的添加量为每升雨生红球藻藻液中0.057mol，于温度28℃、光照强度3600Lux培养3天；待雨生红球藻细胞在光诱导培养下变为褐色后，按15％的接种量将雨生红球藻接种于另一不含亚麻酸的生活污水培养基中，且该培养基中含有吴茱萸碱和草酸二甲酯(二者的添加量分别为每升雨生红球藻藻液中0.015mol和0.066mol)，于光照强度为2500Lux培养5天；通过调控培养基中有机物种类，并结合光强，有利于诱导雨生红球藻更快地进入虾青素合成时期，极大地缩短了虾青素合成周期，且虾青素合成积累量高。

实施例3：

利用本发明实施例2培养所得雨生红球藻进行浮游动物(轮虫)培养，将轮虫在经过滤的池沼水中以20个/ml的密度进行接种，将该轮虫培养液在26℃下保持通风，并喂食本发明培养所得雨生红球藻(活细胞)，培养7天，可使轮虫的密度增殖至2300个/ml。也可将微藻类与其他饵料一起喂食；喂食量根据浮游动物的密度进行调整。

对比例1：

生活污水预处理过程不包括吸附程序，其余部分和实施例2完全一致。

对比例2：

雨生红球藻培养过程未使用吲哚类物质和小分子酯类有机物，其余部分和实施例2完全一致。

对比例3：

利用不含虾青素的藻类作为饵料生产轮虫，其余部分和实施例3完全一致。

实施例4：

使用以雨生红球藻为饵料生产所得的轮虫，实施鲑鱼仔鱼的饲养试验。养殖条件同常规养殖，除使用本发明生产的轮虫作为鲑鱼仔鱼的饵料；每日喂食两次以使饲养水中的轮虫密度为5-10个/ml；检测轮虫和鲑鱼仔鱼体内的虾青素含量(平均值)，以及鲑鱼仔鱼的生长情况，如表1结果。

表1本发明鲑鱼仔鱼饲养情况

由表1可知，当采用本发明培养所得的雨生红球藻作为饵料生产轮虫，然后将该轮虫用于饲养鲑鱼仔鱼，仔鱼的成活率较高，且活力较好；这说明虾青素通过食物链的传递作用存在于鲑鱼仔鱼体内，不仅能调节仔鱼机体的代谢功能，提高其活力，还能够增强免疫力，提高仔鱼成活率；采用对比例1中的方法培养的藻类，含有重金属离子，被鲑鱼仔鱼吸收后，会阻碍其生长，甚至容易造成中毒死亡；对比例2培养的藻类所含虾青素的结构与鲑鱼体内的虾青素结构相似度不高，因而能被鲑鱼吸收的虾青素减少；对比例3则衬托了虾青素在本发明中体现的价值。

上述实施例中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，故在此不再详细赘述。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此，所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (9)

1.用于浮游动物饵料的海藻的培养方法，其特征在于：

所述培养用培养基成分以生活污水为主；

所述培养用培养基成分还包括小分子不饱和脂肪酸；所述小分子不饱和脂肪酸的添加量为每升藻液中0.02-0.08mol；

所述培养用培养基成分还包括吲哚类物质和小分子酯类有机物；所述吲哚类物质和小分子酯类有机物的添加量分别为每升藻液中0.01-0.02mol和0.02-0.1mol。

2.根据权利要求1所述的用于浮游动物饵料的海藻的培养方法，其特征在于：所述生活污水需经过预处理，包括：沉降、吸附、过滤、灭菌。

3.根据权利要求2所述的用于浮游动物饵料的海藻的培养方法，其特征在于：所述吸附采用柚子、石榴、香蕉、山竹水果的果皮，该果皮为生长呈绿色时期的果皮；取新鲜的果皮，用小刀刮去表面的蜡质，然后浸于温度为30-35℃的1.5-3M聚丙烯酸钠溶液中，浸泡15-25min后，用乙酸乙酯溶液清洗2-3遍，晾干；将处理过的四种果皮等质量混合，投入生活污水中，投加量为3-9g/L，搅拌5-10min，然后静置20-30min，过滤水体。

4.根据权利要求2所述的用于浮游动物饵料的海藻的培养方法，其特征在于：所述过滤采用孔径不大于30μm的滤膜进行，以有效去除细小颗粒杂质以及浮游生物。

5.根据权利要求1所述的用于浮游动物饵料的海藻的培养方法，其特征在于：所述用于培养的海藻类为含有虾青素的藻类，常见的海产藻类如礁膜、石莼、海带、裙带菜、紫菜、石花菜等；食用淡水藻类如雨生红球藻、地木耳、发菜等。

6.根据权利要求1所述的用于浮游动物饵料的海藻的培养方法，其特征在于：所述用于培养的海藻类为雨生红球藻。

7.根据权利要求1所述的用于浮游动物饵料的海藻的培养方法，其特征在于：所述雨生红球藻的培养温度为10-35℃，培养的光照强度为800-6000Lux；具体调控参数的方法为：在生活污水培养基中添加小分子不饱和脂肪酸，于光照强度为3000-4500Lux培养2-3天，然后将微藻接种于另一不含小分子不饱和脂肪酸的生活污水培养基中，于光照强度为1000-3500Lux培养3-5天。

8.根据权利要求7所述的用于浮游动物饵料的海藻的培养方法，其特征在于：所述小分子不饱和脂肪酸的添加量为每升雨生红球藻藻液中0.02-0.08mol；培养过程中，待雨生红球藻细胞在光诱导培养下变为褐色后，调整培养基成分使其不含有小分子不饱和脂肪酸，同时含有吲哚类物质和小分子酯类有机物，继续培养；吲哚类物质和小分子酯类有机物的添加量分别为每升雨生红球藻藻液中0.01-0.02mol和0.02-0.1mol。

9.权利要求1-8任一项所述的用于浮游动物饵料的海藻的培养方法生产的一种雨生红球藻。