RU2569149C1 - Способ культивирования биомассы с повышенным содержанием липидов - Google Patents
Способ культивирования биомассы с повышенным содержанием липидов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2569149C1 RU2569149C1 RU2014134567/10A RU2014134567A RU2569149C1 RU 2569149 C1 RU2569149 C1 RU 2569149C1 RU 2014134567/10 A RU2014134567/10 A RU 2014134567/10A RU 2014134567 A RU2014134567 A RU 2014134567A RU 2569149 C1 RU2569149 C1 RU 2569149C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- biomass
- microalgae
- cultivation
- lipids
- days
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к биотехнологии. Способ предусматривает последовательное осуществление стадий культивирования биомассы микроводорослей на питательной среде в течение 8 суток и создания стрессовых условий в течение 3 суток. Причем внесение нитрата калия в заданном количестве в питательную среду осуществляется на 1-ый и 4-й день культивирования биомассы микроводорослей. Изобретение позволяет получать биомассу микроводорослей с повышенным содержанием липидов. 3 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к области биотехнологических процессов и производств, в частности к способам культивирования биомассы.
Известен способ культивирования микроводорослей на основе штамма "Chlorella vulgaris ИФР №с-111" (Патент на изобретение РФ №;2176667, МПК C12N 1/12, С12М 3/00, С12М 3/04, 2001 г.). Способ предусматривает розлив питательной среды в емкости, инокуляцию суспензии штаммом, освещение культуральной жидкости в процессе роста микроводорослей и поддержание необходимой температуры суспензии. Изобретение обеспечивает интенсификацию процесса выращивания микроводорослей с использованием упомянутого выше штамма и получение стабильной плотности клеток (50-60 млн кл/мл).
Недостатком данного способа является то, что он обеспечивает низкое содержание липидов в биомассе. Данный недостаток объясняется отсутствием дополнительных стадий в процессе культивирования, которые приводили бы к росту содержания липидов.
Известен способ культивирования микроводорослей (Патент на изобретение РФ №2175013, МПК C12N 1/12, A01G 33/00, 2001 г.) и установка для его осуществления. Культивирование микроводорослей осуществляется путем фотосинтеза при воздействии на них радиолюминесцентного излучения и тепла, возбуждаемого проникающими ядерными излучениями, при этом спектр радиолюминесцентного излучения может быть выбран резонансно совпадающим со спектром действия фотосинтеза. Искусственным источником энергии служит источник проникающих ядерных излучений, источником люминесцентного оптического излучения - радиолюминофор, тепло генерируется в среде источника ядерных излучений. В качестве источника ядерных излучений используется ядерный реактор, в том числе реактор - размножитель с уран-ториевым циклом, в том числе в виде решетки из ядерных радиолюминесцентных ламп, которые со всех сторон окружены светоприемными кюветами с суспензией культивируемых микроводорослей.
Недостатком данного способа также является то, что он обеспечивает низкое содержание липидов в биомассе. Данный недостаток объясняется отсутствием дополнительных стадий в процессе культивирования, которые приводили бы к росту содержания липидов в готовом биодизельном топливе. Кроме того, недостатком данного способа является также применение дорогостоящего компонента, являющегося прекурсором, - радиолюминофора.
Наиболее близким к предлагаемому решению является способ культивирования микроводорослей биотопливного назначения (Патент на изобретение №:2497944, МПК C12N 1/12 (2006.01), C12Q 1/00 (2006.01)). Данный способ включает две стадии альголизации. На первой стадии осуществляют альголизацию первичным инокулятом культуры, преимущественно Chlorella vulgaris BIN, полученным в фотобиореакторе, синхронно или со сдвигом по времени многофункциональных закрытых бассейнов со светопроницаемыми ограждениями. Вторую стадию культивирования микроводорослей начинают путем отбора из бассейнов вторичного инокулята при температуре воды в открытых водоемах 12-18°C и продолжают его подачу в открытые водоемы до достижения в них требуемой объемной плотности микроводорослей. Частично отбирают вторичный инокулят из бассейна в качестве готового продукта в весенний и осенний периоды при температуре воды в них в диапазоне 8-12°C, при этом в многофункциональные бассейны добавляют равное количество воды с растворенными в ней биогенами.
Несмотря на увеличение производительности по объему получаемой биомассы данный способ не позволяет получать концентрацию липидов более 10%.
Задачей изобретения является получение биомассы микроводорослей Chlorella vulgaris с повышенным содержанием липидов.
Решение технической задачи достигается за счет создания стрессовых условий при культивировании.
Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.
Технический результат достигается тем, что создание стрессовых условий обеспечивается изменением состава подаваемой питательной среды путем исключения из нее нитрата калия.
Культивирование биомассы Chlorella vulgaris заключается в создании благоприятных условий: температуры 29-30°C, уровня pH 5,5-8,5, содержания углекислого газа 1-2%, уровня освещенности 25000-30000 лк, соотношения темновой и световой фаз: 2 часа (темнота): 22 часа (свет) и подаче посевного материала в количестве 20% от количества питательной среды. При этом последовательно осуществляются стадии культивирования биомассы клеток микроводорослей Chlorella vulgaris в течение 8 суток и создания стрессовых условий для стимулирования накопления внутриклеточных липидов в течение 3 суток. При этом в составе подаваемой питательной среды отсутствует нитрат калия (табл. 1).
Внесение нитрата калия в питательную среду в количестве 3,2 г на 1 л суспензии осуществляется в 1-й день одновременно с внесением маточной культуры микроводорослей Chlorella vulgaris в биореактор и на 4-й день культивирования из-за дефицита азота, возникающего в процессе роста и жизнедеятельности биомассы микроводорослей.
Осуществление культивирования прироста биомассы в течение 8 суток позволяет обеспечить достижение максимально возможной концентрации микроводорослей в суспензии, а создание стрессовых условий в течение последующих 3-х суток позволяет обеспечить накопление максимального количества неполярных липидов.
Стрессовые условия обеспечиваются за счет создания дефицита азота в питательной среде в результате его исчерпания микроводорослями в процессе роста при продолжающейся фиксации углекислого газа в процессе фотосинтеза и наступления липогенной фазы, характеризующейся накоплением нейтральных липидов в количествах, в 4-6 раз превышающих их содержание в клетках в отсутствие стрессовых условий (41% - против 7,3% у ближайшего аналога).
Использование питательной среды приведенного в табл. 1 состава позволяет обеспечить создание стрессовый условий за счет отсутствия в ней нитрата калия. Использование в качестве посевного материала микроводорослей вида Chlorella vulgaris позволяет обеспечить высокий выход нейтральных липидов при разрушении клеточных оболочек микроводоросли.
Подтверждением эффективности предлагаемого метода являются результаты культивирования различных штаммов биомассы микроводорослей Chlorella vulgaris, приведенные в табл. 2. и на рисунках 1-3.
Определение качественного состава получаемых липидов (содержание полярных и нейтральных липидов) осуществлялось методом тонкослойной хроматографии. Определение количественного состава липидных компонентов осуществлялось денситометрически. Полярные липиды представляли собой смесь фосфолипидов и гликолипидов; неполярные липиды - смесь 1,2 - диглицеридов, 1,3 - диглицеридов, ко -фермента Q, триглицеридов, витамина К, сквалена, эфиров воска.
Полученные данные позволяют заключить, что предлагаемый способ культивирования позволяет получить биомассу микроводорослей Chlorella vulgaris с повышенным содержанием липидов.
Claims (1)
- Способ культивирования биомассы микроводорослей Chlorella vulgaris, предусматривающий последовательное осуществление стадий культивирования биомассы микроводорослей на питательной среде, содержащей (в г/л): Na2HPO4 - 0,23, MgSO4 - 0,125, FeSO4 - 0,003, ЭДТА - 0,037, HBO3 - 2,86, ZnSO4×7H2O - 0,1, CuSO4×7H2O - 0,1, MnCl2×4H2O - 0,8, MnO3 - 176,4, NHVO3 - 229,6, в течение 8 суток и создания стрессовых условий в течение 3 суток, при этом внесение нитрата калия в питательную среду осуществляется на 1-ый и 4-ый день культивирования биомассы микроводорослей в количестве 3,2 г на 1 л суспензии.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014134567/10A RU2569149C1 (ru) | 2014-08-22 | 2014-08-22 | Способ культивирования биомассы с повышенным содержанием липидов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014134567/10A RU2569149C1 (ru) | 2014-08-22 | 2014-08-22 | Способ культивирования биомассы с повышенным содержанием липидов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2569149C1 true RU2569149C1 (ru) | 2015-11-20 |
Family
ID=54598328
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014134567/10A RU2569149C1 (ru) | 2014-08-22 | 2014-08-22 | Способ культивирования биомассы с повышенным содержанием липидов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2569149C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2610675C1 (ru) * | 2015-12-25 | 2017-02-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Способ извлечения липидов из биомассы микроводорослей chlorella и дрожжей yarrowia lipolytica |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2497944C2 (ru) * | 2011-10-27 | 2013-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет" ("МАМИ") | Способ культивирования микроводорослей биотопливного назначения |
RU2507251C2 (ru) * | 2012-08-08 | 2014-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Способ получения биомассы зеленых микроводорослей, обогащенной жирными кислотами |
RU2508398C1 (ru) * | 2012-10-09 | 2014-02-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук | ШТАММ МИКРОВОДОРОСЛИ Chlorella vulgaris ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИПИДОВ В КАЧЕСТВЕ СЫРЬЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МОТОРНОГО ТОПЛИВА |
-
2014
- 2014-08-22 RU RU2014134567/10A patent/RU2569149C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2497944C2 (ru) * | 2011-10-27 | 2013-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет" ("МАМИ") | Способ культивирования микроводорослей биотопливного назначения |
RU2507251C2 (ru) * | 2012-08-08 | 2014-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Способ получения биомассы зеленых микроводорослей, обогащенной жирными кислотами |
RU2508398C1 (ru) * | 2012-10-09 | 2014-02-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук | ШТАММ МИКРОВОДОРОСЛИ Chlorella vulgaris ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИПИДОВ В КАЧЕСТВЕ СЫРЬЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МОТОРНОГО ТОПЛИВА |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2610675C1 (ru) * | 2015-12-25 | 2017-02-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Способ извлечения липидов из биомассы микроводорослей chlorella и дрожжей yarrowia lipolytica |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Rodolfi et al. | Microalgae for oil: Strain selection, induction of lipid synthesis and outdoor mass cultivation in a low‐cost photobioreactor | |
JP6414904B2 (ja) | 微細藻類、藍藻類及びそれらの代謝産物の産生のためのプロセス | |
Chu et al. | Continuous cultivation of Chlorella pyrenoidosa using anaerobic digested starch processing wastewater in the outdoors | |
Ho et al. | Achieving high lipid productivity of a thermotolerant microalga Desmodesmus sp. F2 by optimizing environmental factors and nutrient conditions | |
Ho et al. | Exploring the high lipid production potential of a thermotolerant microalga using statistical optimization and semi-continuous cultivation | |
ES2421355T3 (es) | Procedimiento para la producción de bioproductos | |
Buono et al. | Productivity and biochemical composition of Tetradesmus obliquus and Phaeodactylum tricornutum: effects of different cultivation approaches | |
KR101694711B1 (ko) | 지질 생산성을 증가시키는 미세조류의 배양방법 | |
Michels et al. | Effect of cooling in the night on the productivity and biochemical composition of Tetraselmis suecica | |
Velichkova et al. | Biomass production and wastewater treatment from aquaculture with Chlorella vulgaris under different carbon sources. | |
KR101563148B1 (ko) | 감마선 조사에 의해 바이오매스, 전분 및 지질 함량이 증진된 미세조류 클라미도모나스 레인하드티아이 변이체 및 이의 용도 | |
Castellanos | Batch and continuous studies of Chlorella vulgaris in photo-bioreactors | |
US20090148928A1 (en) | Heterotrophic Shift | |
RU2569149C1 (ru) | Способ культивирования биомассы с повышенным содержанием липидов | |
KR101287384B1 (ko) | Led 광파장의 혼합을 이용한 미세조류의 성장 및 지질함량 향상 방법 | |
US11667885B2 (en) | Method of cultivating algae | |
Sing | Strain selection and outdoor cultivation of halophilic microalgae with potential for large-scale biodiesel production | |
Sacasa Castellanos | Batch and continuous studies of Chlorella vulgaris in photo-bioreactors | |
KR20200063824A (ko) | 고효율의 연속식 미세조류 배양시스템 | |
Sadewo et al. | CO2 Sequestration Using Sodium Hydroxide and Its Utilization for Chlorella sorokiniana Biomass Production | |
Vitug et al. | Enhancement of some culture conditions for optimizing growth and lipid production in the diatom Nitzschia palea | |
Mohammady et al. | Growth and oil production of nannochloropsis salina cultivated under multiple stressors | |
Regmi | Potential of microalgae for biofuel: An experimental study on the effects of light irradiance and photoperiod on the growth rate and lipid content in microalgae Phaeodactylum tricornutum | |
KR20200020060A (ko) | 미세조류에서 바이오퓰을 합성하는 방법 | |
KR20100129351A (ko) | 미세조류 급속배양방법 및 환경변이 지질화장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160823 |