CN110317769B - 一种富硒微藻的培养方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种富硒微藻的培养方法，(1)配制培养液：碳酸氢钠21～34mg/L，磷酸氢二钠67～74mg/L，柠檬酸铁铵3～7mg/L，氯化钙180～240mg/L，硫酸镁60～90mg/L，硼酸1.5～2mg/L，氯化锰1.3～3.0mg/L，硫酸锌0.2～0.5mg/L，硫酸铜0.05～0.1mg/L；(2)调节pH至5.5～5.9；(3)接入微藻菌种并培养；(4)添加亚硒酸钠，空气加压培养；(5)采收。该方法易行，操作简便，营养丰富，成本低廉，微藻生长迅速，富硒能力强，硒含量在1200ppm～2400ppm，其中蛋白质含量达到46％以上，营养价值丰富。

Description

一种富硒微藻的培养方法
技术领域
本发明涉及微藻培养技术领域，特别涉及一种富硒微藻的培养方法。
背景技术
微藻不是一个分类学的名词，而是指那些在显微镜下才能辨别其形态的微小的藻类群体。微藻通常是指含有叶绿素a并能进行光合作用的微生物的总称，属于原生生物的一种。在陆地、海洋分布广泛，营养丰富、光合利用度高的自养植物，细胞代谢产生的多糖、蛋白质、色素等，使其在食品、医药、基因工程、液体燃料等领域具有很好的开发前景。目前应用生物技术进行大量培养或生产的微藻分属于4个藻门：蓝藻门、绿藻门、金藻门和红藻门。
微藻种类繁多，微藻细胞中含有：蛋白质、脂类、藻多糖、β～胡萝卜素、多种无机元素(如Cu，Fe，Se，Mn，Zn等)等高价值的营养成分和化工原料。微藻的蛋白质含量很高，是单细胞蛋白(SCP)的一个重要来源。微藻所含的维生素A、维生素E、硫氨素、核黄素、吡多醇、维生素B12、维生素C、生物素、肌醇、叶酸、泛酸钙和烟酸等增加了其作为SCP的价值。藻中类胡萝卜素含量较高，具有着色和营养的作用，可用来防治癌症、抗辐射、延缓衰老，增强机体免疫力等生理作用。化学合成均为反式的β～胡萝卜素，对人体有致癌、致畸的作用，而顺式异构体在抗癌、抗心血管疾病功能比全反式异构体高，藻粉中β～胡萝卜素含量高达14％。藻细胞中甘油含量较高，是优质的化妆品原料，也是化工、轻工和医药工业中用途极广的有机中间体。藻多糖复合物可作为免疫佐剂增强抗原性和机体免疫功能，明显抑制实体瘤S180起到抗肿瘤的作用。
硒具有抗衰老、抗氧化、增强免疫力等如此多的生物活性功能，但无机硒却具有毒性，其使用剂量和范围都受到严格的限制。因此，只有转化为有机硒，才具有食用、饲用和保健的价值。目前有机硒大多采用动植物或微生物的转化方式来获取。富硒微藻为利用微藻生长迅速，富硒能力强的微藻，被广泛用于硒产业。
然而，现有的微藻大多富硒能力不强，如何开发一种人工养殖的培养方法使得微藻生长迅速，富硒能力强成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种富硒微藻的培养方法，方法易行，操作简便，营养丰富，成本低廉，微藻生长迅速，富硒能力强，硒含量在1200ppm～2400ppm，其中蛋白质含量达到46％以上，营养价值丰富。
本发明这样实现：
本发明提供一种富硒微藻的培养方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1、配制培养液：碳酸氢钠21～34mg/L，磷酸氢二钠67～74mg/L，柠檬酸铁铵3～7mg/L，氯化钙180～240mg/L，硫酸镁60～90mg/L，硼酸1.5～2mg/L，氯化锰1.3～3.0mg/L，硫酸锌0.2～0.5mg/L，硫酸铜0.05～0.1mg/L；
步骤2、稳定培养液：将步骤1配制好的培养液的pH值调节至5.5～5.9，并通过空气加压到9.5～10.5Mpa，维持加压20～40min；
步骤3、接种培养：接入微藻菌种并培养；
步骤4、富硒培养：添加亚硒酸钠，通过空气加压培养，所述空气加压具体为：
白天加压空气的比例为氧气：二氧化碳：二氧化硫：氮气＝4.0：5.4：0.4：0.2，白天压力控制在4.6～5.2Mpa；白天为自然光条件下培养；
夜晚加压空气的比例为氧气：二氧化碳：二氧化硫：氮气＝3.0：6.3：0.3：0.4；且黑暗时间为12～14h/天，夜晚压力控制在3～3.4Mpa；
步骤5、采收：取出微藻后，经清洗、过滤即得富硒微藻。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供的一种富硒微藻的培养方法，方法易行，操作简便，营养丰富，成本低廉，微藻生长迅速，富硒能力强，硒含量在1200ppm～2400ppm，其中蛋白质含量达到46％以上，营养价值丰富。
2、本发明提供的一种富硒微藻的培养方法，通过上述六个步骤培养，其中最关键的步骤是2和步骤4，步骤2通过处理(pH值调节至5.5～5.9，并通过空气加压到9.5～10.5Mpa，维持加压20～40min)解决了培养液的稳定性，利于为微藻的生长环境培养一个适宜的pH，且有利于微藻对营养的吸收。
步骤4为富硒培养，属于富硒关键技术，本发明人通过大量的创新性实验发现控制参数(控制白天和夜晚的空气组分比例及空气压力指标，黑暗时间长短)来提供微藻的富硒能力。
具体实施方式
实施例1
一种富硒微藻的培养方法，所述方法包括如下步骤：
(1)配置培养液：培养液组成为碳酸氢钠28mg/L，磷酸氢二钠70mg/L，柠檬酸铁铵5mg/L，氯化钙210mg/L，硫酸镁75mg/L，硼酸1.8mg/L，氯化锰1.8mg/L，硫酸锌0.4mg/L，硫酸铜0.08mg/L。
(2)稳定培养液：配置好的培养液加入盐酸调节pH值到5.7，通过空气加压到10Mpa，维持加压30min。
(3)接种培养：取微藻菌种(购买的小球藻)，按1：900(w/w)的比例接种(即每900g培养液接种1g微藻菌种)；在常温(20～25℃)条件下培养。培养的过程中根据自然白昼给与光照，培养10d。
(4)富硒培养：在培养10d后添加亚硒酸钠，且所述亚硒酸钠的添加比例70mmol/L，通过空气加压16天，常温(20～25℃)下培养；所述空气加压具体为：
白天在自然光且光照强度为50W的条件下，加压空气的比例为氧气：二氧化碳：二氧化硫：氮气＝4.0：5.4：0.4：0.2，白天压力控制在4.9Mpa；
夜晚加压空气的比例为氧气：二氧化碳：二氧化硫：氮气＝3.0：6.3：0.3：0.4；且黑暗时间为13h/天，夜晚压力控制在3.2Mpa；
(5)采收：过滤取出微藻，超纯水超声清洗3～5次，每次6～9分钟，过滤即为富硒微藻，硒含量在2400ppm，其中蛋白质含量达到51.2％，营养价值丰富。
实施例2
一种富硒微藻的培养方法，所述方法包括如下步骤：
(1)配置培养液：培养液组成为碳酸氢钠21mg/L，磷酸氢二钠67mg/L，柠檬酸铁铵3mg/L，氯化钙180mg/L，硫酸镁60mg/L，硼酸1.5mg/L，氯化锰1.3mg/L，硫酸锌0.2mg/L，硫酸铜0.05mg/L。
(2)稳定培养液：配置好的培养液加入盐酸调节pH值到5.5，通过空气加压到9.5Mpa，维持加压40min。
(3)接种培养：取微藻菌种(购买的小球藻)，按1：1000(w/w)的比例接种(即每1000g培养液接种1g微藻菌种)；在常温(20～25℃)条件下培养。培养的过程中根据自然白昼给与光照，培养7d。
(4)富硒培养：在培养7d后添加亚硒酸钠，且所述亚硒酸钠的添加比例60mmol/L，通过空气加压15天；所述空气加压具体为：
白天在自然光且光照强度为20W的条件下，加压空气的比例为氧气：二氧化碳：二氧化硫：氮气＝4.0：5.4：0.4：0.2，白天压力控制在4.6Mpa；
夜晚加压空气的比例为氧气：二氧化碳：二氧化硫：氮气＝3.0：6.3：0.3：0.4；且黑暗时间为12h/天，夜晚压力控制在3Mpa；
(5)采收：过滤取出微藻，超纯水超声清洗3～5次，每次6～9分钟，过滤即为富硒微藻，硒含量在1900ppm，其中蛋白质含量达到49.6％，营养价值丰富。
实施例3
一种富硒微藻的培养方法，所述方法包括如下步骤：
(1)配置培养液：培养液组成为碳酸氢钠34mg/L，磷酸氢二钠74mg/L，柠檬酸铁铵7mg/L，氯化钙240mg/L，硫酸镁90mg/L，硼酸2mg/L，氯化锰3.0mg/L，硫酸锌0.5mg/L，硫酸铜0.1mg/L。
(2)稳定培养液：配置好的培养液加入盐酸调节pH值到5.9，通过空气加压到10.5Mpa，维持加压20min。
(3)接种培养：取微藻菌种(购买的小球藻)，按1：800(w/w)的比例接种(即每800g培养液接种1g微藻菌种)；在常温(20～25℃)条件下培养。培养的过程中根据自然白昼给与光照，培养15d。
(4)富硒培养：在培养15d后添加亚硒酸钠，且所述亚硒酸钠的添加比例80mmol/L，通过空气加压18天；所述空气加压具体为：
白天在自然光且光照强度为80W的条件下，加压空气的比例为氧气：二氧化碳：二氧化硫：氮气＝4.0：5.4：0.4：0.2，白天压力控制在5.2Mpa；
夜晚加压空气的比例为氧气：二氧化碳：二氧化硫：氮气＝3.0：6.3：0.3：0.4；且黑暗时间为14h/天，夜晚压力控制在3.4Mpa；
(5)采收：过滤取出微藻，超纯水超声清洗3～5次，每次6～9分钟，过滤即为富硒微藻，硒含量在1200ppm，其中蛋白质含量达到46.5％，营养价值丰富。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种富硒微藻的培养方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤1、配制培养液：碳酸氢钠21～34mg/L，磷酸氢二钠67～74mg/L，柠檬酸铁铵3～7mg/L，氯化钙180～240mg/L，硫酸镁60～90mg/L，硼酸1.5～2mg/L，氯化锰1.3～3.0mg/L，硫酸锌0.2～0.5mg/L，硫酸铜0.05～0.1mg/L；
步骤2、稳定培养液：将步骤1配制好的培养液的pH值调节至5.5～5.9，并通过空气加压到9.5～10.5Mpa，维持加压20～40min；
步骤3、接种培养：接入微藻菌种并培养；
步骤4、富硒培养：添加亚硒酸钠，通过空气加压培养，所述空气加压具体为：
白天加压空气的比例为氧气：二氧化碳：二氧化硫：氮气＝4.0：5.4：0.4：0.2，白天压力控制在4.6～5.2Mpa；白天为自然光条件下培养；
夜晚加压空气的比例为氧气：二氧化碳：二氧化硫：氮气＝3.0：6.3：0.3：0.4；且黑暗时间为12～14h/天，夜晚压力控制在3～3.4Mpa；
步骤5、采收：取出微藻后，经清洗、过滤即得富硒微藻；
所述步骤3中微藻菌种为小球藻；且按1：1000～1：800的质量比接种。
2.如权利要求1所述的培养方法，其特征在于，所述步骤2中加入盐酸调节pH值。
3.如权利要求1所述的培养方法，其特征在于，所述步骤3中在自然光条件下，20～25℃培养7～15d。
4.如权利要求1所述的培养方法，其特征在于，所述步骤4中亚硒酸钠的添加比例为60～80mmol/L。
5.如权利要求3所述的培养方法，其特征在于，所述步骤4中在接入微藻菌种培养7～15d后添加亚硒酸钠。
6.如权利要求1所述的培养方法，其特征在于，所述步骤4中通过空气加压培养时间为15～18天；白天的自然光条件下的光照强度为20W～80W。
7.如权利要求1所述的培养方法，其特征在于，所述步骤5中将培养液过滤取出微藻，超纯水超声清洗3～5次，每次6～9分钟，再过滤即得富硒微藻。
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