RU2774314C1 - Способ культивирования микроводорослей Chlorella vulgaris Beijer. f. globosa V. Andr. IIPAS C-2024 в природных условиях с использованием воды из пруда - Google Patents
Способ культивирования микроводорослей Chlorella vulgaris Beijer. f. globosa V. Andr. IIPAS C-2024 в природных условиях с использованием воды из пруда Download PDFInfo
- Publication number
- RU2774314C1 RU2774314C1 RU2021106546A RU2021106546A RU2774314C1 RU 2774314 C1 RU2774314 C1 RU 2774314C1 RU 2021106546 A RU2021106546 A RU 2021106546A RU 2021106546 A RU2021106546 A RU 2021106546A RU 2774314 C1 RU2774314 C1 RU 2774314C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- microalgae
- chlorella vulgaris
- ippas
- suspension
- cultivation
- Prior art date
Links
- 240000009108 Chlorella vulgaris Species 0.000 title claims abstract description 23
- 235000007089 Chlorella vulgaris Nutrition 0.000 title claims abstract description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 9
- 240000008185 Ficus globosa Species 0.000 title description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 abstract description 10
- 238000005286 illumination Methods 0.000 abstract description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000004027 cells Anatomy 0.000 description 15
- 241000195649 Chlorella <Chlorellales> Species 0.000 description 8
- 230000003287 optical Effects 0.000 description 6
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 4
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 3
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 2
- VZJVWSHVAAUDKD-UHFFFAOYSA-N Potassium permanganate Chemical compound [K+].[O-][Mn](=O)(=O)=O VZJVWSHVAAUDKD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating Effects 0.000 description 2
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 2
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 240000008791 Antiaris toxicaria Species 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L Calcium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- NSMUHPMZFPKNMZ-VBYMZDBQSA-M Chlorophyll b Chemical compound C1([C@@H](C(=O)OC)C(=O)C2=C3C)=C2N2C3=CC(C(CC)=C3C=O)=[N+]4C3=CC3=C(C=C)C(C)=C5N3[Mg-2]42[N+]2=C1[C@@H](CCC(=O)OC\C=C(/C)CCC[C@H](C)CCC[C@H](C)CCCC(C)C)[C@H](C)C2=C5 NSMUHPMZFPKNMZ-VBYMZDBQSA-M 0.000 description 1
- 210000003763 Chloroplasts Anatomy 0.000 description 1
- GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L Cobalt(II) chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Co+2] GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 210000003608 Feces Anatomy 0.000 description 1
- 210000003495 Flagella Anatomy 0.000 description 1
- 241000287828 Gallus gallus Species 0.000 description 1
- 241000195646 Parachlorella kessleri Species 0.000 description 1
- 238000001720 action spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 1
- ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M chlorophyll a Chemical compound C1([C@@H](C(=O)OC)C(=O)C2=C3C)=C2N2C3=CC(C(CC)=C3C)=[N+]4C3=CC3=C(C=C)C(C)=C5N3[Mg-2]42[N+]2=C1[C@@H](CCC(=O)OC\C=C(/C)CCC[C@H](C)CCC[C@H](C)CCCC(C)C)[C@H](C)C2=C5 ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M 0.000 description 1
- 229930002868 chlorophyll a Natural products 0.000 description 1
- 229930002869 chlorophyll b Natural products 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000003305 oil spill Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- -1 uranium-thorium Chemical compound 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой способ культивирования микроводорослей Chlorella vulgaris IPPAS С-2024, отличающийся тем, что включает в себя аэрацию суспензии микроводорослей Chlorella vulgaris IPPAS С-2024 с помощью компрессора AQUAEL OXYBOOST 300 plus на питательной среде Люка с водой чистой, взятой из пруда естественного водоема, при средних температуре 12,7°С и освещенности 39,6 кЛк в естественных условиях окружающей среды. Способ позволяет накопить максимальное количество клеток микроводорослей Chlorella vulgaris. 2 пр., 2 табл.
Description
Изобретение относится к защите окружающей среды и предназначено для получения в мобильных, стрессовых, природных условиях биотехнологического препарата - деструктора нефтепродуктов.
В настоящее время оценен вклад микроводорослей как эффективных деструкторов углеводородов. Поиск решений на получение необходимого объема биомассы микроводорослей для решения задач экологической биотехнологии при минимальной себестоимости состава и процесса приготовления, сокращении сроков роста и повышении выхода биомассы становится особо актуальным в настоящее время, когда загрязнения, в том числе, нефтепродуктами приводят к экологическим катастрофам.
Важным является решение задачи наработки микроводорослей Chlorella vulgaris в условиях не стационарных, прямо на полигонах, где произошла экологическая катастрофа - разлив нефтепродуктов с учетом климатического стресса Крайнего севера и Арктики.
Известны синтетические питательные среды Тамия, Болда, наиболее применимые для наработки биомассы микроводорослей. Недостатками их является большое количество макро- и микроэлементов в их составе, обязательная стерилизация и культивирование в условиях комнатных температур.
Известен способ культивирования микроводорослей на основе штамма Chlorella vulgaris ИФР №с-111 (Патент РФ №2176667). Способ предусматривает розлив питательной среды в емкости, инокуляцию суспензии штаммом, освещение культуральной жидкости в процессе роста микроводорослей и поддержание необходимой температуры суспензии. Емкости представляют собой сосуды из прозрачного материала, и для освещения используют источник искусственного света.
Известен способ культивирования микроводорослей Chlorella (Патент РФ №2668162). Способ включает культивирование суспензии микроводоросли в фотобиореакторе, в котором суспензию микроводоросли перемешивают в течение 13-17 минут с частотой вращения 500 об./мин. через каждые 120 минут. При этом культивирование осуществляют, также при непрерывной продувке воздухом с помощью барботирующего устройства с расходом 1,2-1,8 л/мин. при температуре 26-30°С, непрерывном воздействии инфракрасного излучения 10900-11300 Лк и при поверхностной освещенности 2200-2800 Лк с фотопериодом 12 часов.
Известен способ (Патент РФ №2508398), когда культивирование штамма микроводорослей Chlorella vulgaris Al 123 проводят в лабораторных условиях при температуре 25°С на среде ВВМ рН 6.8 в лимитированных по азоту условиях в течение 7 дней, в объеме среды 200 мл в колбах на 500 мл, при непрерывном барботировании суспензии стерильным воздухом со скоростью 200 мл/мин, при освещенности 120 Вт/м с фотопериодом 16 часов.
Известен способ культивирования хлореллы на питательной среде, содержащей марганцовокислый калий, хлористый кобальт и зерно-картофельную барду, которая образуется при производстве спирта (Патент РФ №2685955). Готовую питательную среду стерилизуют в течение 30 минут. В период светового выращивания водорослей культуру перемешивают воздухом.
Известен способ (Патент РФ №2643256). Культивирование выполняют в различных режимах с использованием отдельных планктонных штаммов: Chlorella vulgaris ИФР С-111, Chlorella vulgaris BIN, Chlorella kessleri ВКПМ Al-12. В способе выращивают штаммы хлореллы с использованием источника света, оптимальной питательной среды и температурных условий. Достижение оптимального освещения в начальный период культивирования осуществляют путем включения вертикально расположенных ламп, находящихся между аквариумами. В процессе роста клеток и увеличения оптической плотности культуры подключают горизонтальные лампы, расположенные над центральным аквариумом.
Известен способ искусственного культивирования микроводорослей и установка для его осуществления (Патент РФ №2175013). 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.
Недостатками этих способов является трудоемкость, высокие энергозатраты, культивирование не в природных условиях на полигонах.
Задачей заявленного изобретения является разработка способа культивирования суспензии микроводорослей Chlorella vulgaris в природных условиях с использованием воды из пруда.
Технический результат достигается тем, что способ культивирования микроводорослей Chlorella vulgaris включает в себя штамм микроводорослей Chlorella vulgaris, воду, взятую из пруда, компоненты питательной среды Люка, режим культивирования: аэрация с помощью компрессоров AQUAEL OXYBOOST 300 plus, климатические условия окружающей среды (tср=13°С).
Описание штамма микроводорослей Chlorella vulgaris Beijer. f. globosa V. Andr. UPAS C-2024 из коллекции Института биологии Коми НЦ УрО РАН ФИЦ.
Вид Chlorella vulgaris относится к роду Chlorella. Зеленые одноклеточные водоросли имеют сферическую форму, размером от 2 до 4 мкм, без жгутиков. Хлоропласт широкопоясковидный незамкнутый зеленого цвета, содержащий хлорофилл-а и хлорофилл-б. Клетки делятся на 2-8, редко на 16 автоспор.
Маточную культуру Chlorella vulgaris нарабатывали на среде Тамия в ферментере Biostat® А МО UniVessel® Glass ВВ-8822000 2L 230V 3-5 суток в условиях жидкофазной ферментации при 350 об./мин, температуре 25-27°С, рН 5,5-6,5, освещении фитолампой 175-250 В 50 Гц до достижения титра клеток в суспензии 8,34 млн. кл./мл. Среда Тамия (на 1 дм3 деионизированной воды) следующего состава: KNO3 - 5 г, KH2PO4 × 3Н2О - 1,25 г, MgSO4×7H2O - 2,5 г, растворы микроэлементов - по 1 см3. В исходном штамме содержалось 8,34 млн. кл./мл.
Согласно патента РФ №2556126 «Питательная среда Люка для культивирования микроводорослей» экономически выгодной является экологичная органо-минеральная питательная среда Люка. Состав питательной среды Люка: вода - 99,75%; минеральный ионит «Ionsorb™» - 0,2%. Минеральный ионит включает в себя следующий состав компонентов - ((K, Са, Na)0,84(Al0,47Fe0, 66Mg0,40)(SiAl)4O10(OH)2); стабилизированный гашенной известью и минеральным ионитом «Ionsorb™» куриный помет - 0,005%.
Для оценки режима культивирования провели наработку суспензии микроводорослей в разных условиях.
Пример 1.
В емкости 18 л вносили воду из пруда, добавляли состав среды Люка, перемешивали и вносили маточную культуру микроводорослей. Аэрацию осуществляли с помощью компрессоров AQUAEL OXYBOOST 300 plus. Культивирование суспензии микроводорослей проводилось на улице в климатических условиях окружающей среды (tсp=13°С) (уличные условия). Эксперимент был поставлен на 10 суток в 2-х повторностях (образец 1 и образец 2). Производился ежедневный отбор проб для определения общего количества клеток микроводорослей в суспензии и определения оптической плотности суспензии (Таблица 1).
Подсчет количества клеток Chlorella vulgaris проводили с помощью камеры Горяева. Расчет числа клеток на 1 мл осуществлялся, исходя из разведения среды и числа больших квадратов (100), по формуле: X=(а×250) / 100, где X - число клеток хлореллы в 1 мл среды; а - число клеток хлореллы, посчитанных в 100 больших квадратах камеры Горяева.
Определения оптической плотности суспензии микроводорослей Chlorella vulgaris микроводорослей Chlorella vulgaris проводили на спектрофотометре ПЭ-5400УФ, толщина кюветы 10 мм.
Пример 2.
В емкости 18 л вносили воду из пруда, добавляли состав среды Люка, перемешивали и вносили маточную культуру микроводоросли. Аэрацию осуществляли с помощью компрессоров AQUAEL OXYBOOST 300 plus. Культивирование суспензии микроводорослей проводилось в теплице (tcp=24°С) (тепличные условия). Эксперимент был поставлен на 10 суток в 2-х повторностях (образец 3 и образец 4). Производился ежедневный отбор проб для определения общего количества клеток микроводорослей в суспензии и определения оптической плотности суспензии (Таблица 2).
Подсчет количества клеток Chlorella vulgaris проводили с помощью камеры Горяева. Расчет числа клеток на 1 мл осуществлялся, исходя из разведения среды и числа больших квадратов (100), по формуле: X=(а×250) / 100, где X - число клеток хлореллы в 1 мл среды; а - число клеток хлореллы, посчитанных в 100 больших квадратах камеры Горяева.
Определения оптической плотности суспензии микроводорослей Chlorella vulgaris микроводорослей Chlorella vulgaris проводили на спектрофотометре ПЭ-5400УФ, толщина кюветы 10 мм.
При сравнении двух режимов культивирования (уличного и тепличного) было выявлено, что для накопления максимального количества клеток микроводорослей Chlorella vulgaris на питательной среде Люка достаточно уличных условий в температурном режиме от 9°С до 19°С за 11 суток.
Claims (1)
- Способ культивирования микроводорослей Chlorella vulgaris IPPAS С-2024, отличающийся тем, что в 18-литровые емкости вносят воду из пруда, добавляют состав среды Люка, перемешивают и вносят маточную культуру микроводорослей, при этом аэрацию осуществляют с помощью компрессоров AQUAEL OXYBOOST 300 plus, а культивирование суспензии микроводорослей проводят на улице в климатических условиях окружающей среды при tcp=13°С.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2774314C1 true RU2774314C1 (ru) | 2022-06-17 |
Family
ID=
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2214928A (en) * | 1988-02-09 | 1989-09-13 | Caola Kozmetikai | Processing for preparing algae having improved biological effects |
| RU2176667C1 (ru) * | 2000-04-21 | 2001-12-10 | Богданов Николай Иванович | Способ культивирования микроводорослей на основе штамма "chlorella vulgaris ифр № с-111" |
| RU2504578C2 (ru) * | 2008-08-29 | 2014-01-20 | Эко Солюсьон | Фотосинтезированные микроорганизмы, обогащенные селеном из селенсодержащих гидроксикислот, их применение в пище, косметике и фармации |
| RU2542374C2 (ru) * | 2008-04-09 | 2015-02-20 | Солазим, Инк. | Способ химической модификации липидов микроводорослей, способ получения мыла и мыло, включающее соли жирных кислот омыленных липидов микроводорослей |
| RU2644653C1 (ru) * | 2017-04-05 | 2018-02-13 | Владимир Ефимович Грабарник | Планктонный штамм chlorella vulgaris, предназначенный для получения пищевой биомассы |
| RU2685955C1 (ru) * | 2018-02-02 | 2019-04-23 | Николай Иванович Богданов | Способ культивирования планктонной хлореллы |
| RU2703499C1 (ru) * | 2018-06-05 | 2019-10-17 | Татьяна Николаевна Щемелинина | Штамм микроводорослей Chlorella vulgaris Beijer. f. globosa V. Andr. для очистки природных водоемов и сточных вод промышленных предприятий |
| RU2727257C1 (ru) * | 2019-08-08 | 2020-07-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный педагогический университет им. М. Акмуллы ФГБОУ ВО "БГПУ им. М. Акмуллы" | Питательная среда для культивирования водоросли chlorella vulgaris с использованием почвенной вытяжки и витаминов |
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2214928A (en) * | 1988-02-09 | 1989-09-13 | Caola Kozmetikai | Processing for preparing algae having improved biological effects |
| RU2176667C1 (ru) * | 2000-04-21 | 2001-12-10 | Богданов Николай Иванович | Способ культивирования микроводорослей на основе штамма "chlorella vulgaris ифр № с-111" |
| RU2542374C2 (ru) * | 2008-04-09 | 2015-02-20 | Солазим, Инк. | Способ химической модификации липидов микроводорослей, способ получения мыла и мыло, включающее соли жирных кислот омыленных липидов микроводорослей |
| RU2504578C2 (ru) * | 2008-08-29 | 2014-01-20 | Эко Солюсьон | Фотосинтезированные микроорганизмы, обогащенные селеном из селенсодержащих гидроксикислот, их применение в пище, косметике и фармации |
| RU2644653C1 (ru) * | 2017-04-05 | 2018-02-13 | Владимир Ефимович Грабарник | Планктонный штамм chlorella vulgaris, предназначенный для получения пищевой биомассы |
| RU2685955C1 (ru) * | 2018-02-02 | 2019-04-23 | Николай Иванович Богданов | Способ культивирования планктонной хлореллы |
| RU2703499C1 (ru) * | 2018-06-05 | 2019-10-17 | Татьяна Николаевна Щемелинина | Штамм микроводорослей Chlorella vulgaris Beijer. f. globosa V. Andr. для очистки природных водоемов и сточных вод промышленных предприятий |
| RU2727257C1 (ru) * | 2019-08-08 | 2020-07-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный педагогический университет им. М. Акмуллы ФГБОУ ВО "БГПУ им. М. Акмуллы" | Питательная среда для культивирования водоросли chlorella vulgaris с использованием почвенной вытяжки и витаминов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Daneshvar et al. | Insights into upstream processing of microalgae: A review | |
| Cheng-Wu et al. | An industrial-size flat plate glass reactor for mass production of Nannochloropsis sp.(Eustigmatophyceae) | |
| Singh et al. | Microalgae isolation and basic culturing techniques | |
| Vonshak et al. | The feasibility of mass cultivation of Porphyridium | |
| JP6240051B2 (ja) | オイル含有率を向上させた微細藻類の培養方法、藻類バイオマスの製造方法、及び新規微細藻類 | |
| Rossignol et al. | Comparison of two membrane–photobioreactors, with free or immobilized cells, for the production of pigments by a marine diatom | |
| CN102212491A (zh) | 一种高细胞浓度光合细菌的简易培养方法 | |
| Magdaong et al. | Effect of aeration rate and light cycle on the growth characteristics of Chlorella sorokiniana in a photobioreactor | |
| Perumal et al. | Isolation and culture of microalgae | |
| CN102533522B (zh) | 一种全塑密闭模块化气升式光生物反应器 | |
| CN107937276B (zh) | 一种二氧化碳和乙酸混合调控促进小球藻固碳生长的方法 | |
| CN109971691A (zh) | 一株富硒细菌及其分离方法 | |
| RU2774314C1 (ru) | Способ культивирования микроводорослей Chlorella vulgaris Beijer. f. globosa V. Andr. IIPAS C-2024 в природных условиях с использованием воды из пруда | |
| CN117467544A (zh) | 一种气生叶附生藻类的分离纯化方法 | |
| Kroes | Growth interactions between Chlamydomonas globosa Snow and Chlorococcum ellipsoideum Deason and Bold under different experimental conditions, with special attention to the role of pH | |
| RU2668162C1 (ru) | Способ культивирования микроводоросли Chlorella | |
| RU2192459C1 (ru) | Штамм микроводоросли chlorella vulgaris bin для получения биомассы и очистки сточных вод | |
| CN104232559A (zh) | 养殖微藻的方法及生产油脂的方法 | |
| JP3181237B2 (ja) | 微細藻クロレラ及び微細藻クロレラを用いたｃｏ２固定化法 | |
| Gopinathan | Life-feed culture-micro algae | |
| Nedelcu et al. | Research on algae growing in open system with cascade-type installation | |
| KR100622025B1 (ko) | 스피룰리나의 성장 최적화 및 최대 수확을 위한 배지 조성물 | |
| Divakaran et al. | Algae Cultivation Strategies: An Overview | |
| Li | Inexpensive culturing of freshwater algae in a simulated warm environment using chicken manure medium | |
| Šantek et al. | Cultivation of microalgae Euglena gracilis: Mixotrophic growth in photobioreactor |