一種快速培養海洋綠藻的方法

2023-05-03 01:00:16 1

專利名稱：一種快速培養海洋綠藻的方法
技術領域：
本發明涉及海洋綠藻的培養，具體地說是一種添加微量營養元素調控海洋綠藻快速生長的方法。
背景技術：
海洋綠藻(Marine Green Algae)是生長於海洋中的低等植物，是被人類廣為利用的海洋藻細胞之一。海洋綠藻普遍含有豐富的營養物質，海洋綠藻除被大量用作食品工業原料、肥料和飼料外，它的保健價值和藥用價值越來越引起人們的關注，它含有豐富的維生素、胺基酸、礦物質和微量元素，同時脂質和可消化吸收的糖類物質含量較低，所以利用海藻開發低熱量高營養的保健食品，已成為當前熱門的課題。許多海洋綠藻還含有豐富的生物活性物質和藥用成分，作為一種新型保健品和食品具有重要的開發潛力。此外，據研究報導海洋綠藻在一定脅迫條件下能夠光照產生氫氣，因此海洋綠藻也是被作為一種能夠提供清潔能源的研究載體。
因此，快速、簡便、廉價地獲得大量優質海洋綠藻細胞顯得尤為重要。對海洋綠藻的培養研究發現如果營養液元素偏低，接種後延遲期較短，藻類細胞在早期生長繁殖較好，但持續時間不長，往往在培養4、5天後生長速度減慢並很快停止，這顯然是受到營養元素的限制。相反，培養液營養元素偏高時，接種後早期生長似乎受到一定抑制，但持續時間長，最後獲得藻類細胞數量多。對早期生長的抑制可能是藻類細胞有老培養液到新鮮培養液中營養元素濃度差別過大的緣故。
目前，海洋綠藻採用傳統培養方法，生長周期長，培養期間藻液pH變化大，單位體積藻細胞葉綠素含量低。因此，提高海洋綠藻的生長速率，縮短達到對數生長後期的時間，提高單位體積藻細胞葉綠素含量具有重要的意義。

發明內容
本發明在於提供一種快速培養海洋綠藻的方法；通過添加微量營養元素調控海洋綠藻細胞生長，明顯縮短藻細胞達到對數生長後期的時間，提高了藻細胞生長速率，提高單位體積藻細胞葉綠素含量，為快速培養海洋綠藻提供了一種有效的方法。
為了實現上述目的，本發明採用的技術方案為一種快速培養海洋綠藻的方法，培養海洋綠藻的培養基為滅菌冷卻後並添加微量營養元素的天然海水，藻細胞培養基的組成按每升天然海水中微量元素的mg量計，Tris 1210，CH3COONa 1440，NH4Cl 375，MgSO4·7H2O129.7，CaCl240.21，Na-EDTA 0.125，ZnSO4·7H2O 0.5475，FeSO4·7H2O0.349，MnSO4·H2O 0.077，CuSO4·5H2O 0.0196，Co(NO3)·6H2O0.0124，Na2B4O7·10H2O 0.00885，Nitrilotriacetic acid 10，(NH4)6MoO7O24·4H2O0.00925；培養基的pH為8.00～8.30。
快速培養海洋綠藻的過程為接種藻細胞到滅菌冷卻後並添加微量營養元素的天然海水中，調節藻密度到約為5.0×105～6.0×105個細胞/ml；將接種後的藻細胞放置在液面光照強度3500～4000Lx培養，光暗時間比12～14h12～10h，培養6～8天後藻密度能達到2.0×106～2.50×106個細胞/ml。
可按如下步驟具體操作，1)藻細胞培養基的配製於過濾的每升天然海水中添加微量元素mg量為，Tris 1210，CH3COONa 1440，NH4Cl 375，MgSO4·7H2O 129.7，CaCl240.21，Na-EDTA 0.125，ZnSO4·7H2O 0.5475，FeSO4·7H2O 0.349，MnSO4·H2O0.077，CuSO4·5H2O 0.0196，Co(NO3)·6H2O 0.0124，Na2B4O7·10H2O 0.00885，Nitrilotriacetic acid 10，(NH4)6MoO7O24·4H2O 0.00925；調節培養基的pH到8.00～8.30，115℃滅菌20分鐘；特點合適的合適的C、N、P配比和適量的微量元素能夠提高藻細胞的光合作用效率，顯著提高生長速率；微量的Tris能夠維持培養期間藻液的pH在較小範圍內變化；2)藻細胞的接種和培養接種藻細胞到完全冷卻後的海水培養基中，置於日光燈光照下培養。
具體為接種藻細胞到冷卻後的海水培養基中，調節藻密度為5.0×105～6.0×105個細胞/ml，並添加磷酸鹽(mg/L培養基)K2HPO4 13.68，KH2PO46.84，將藻液放置在液面光照強度3500～4000Lx、光暗時間比12～14h∶12～10h、溫度22～28℃的環境下培養，光照期間3～6小時來回晃動藻液一次；特點接種前加入磷酸鹽可以避免其在高溫滅菌時與其他鹽反應生存沉澱；光照期間來回晃動藻液，不僅可以增加藻細胞的遊動性，而且使培養體系內部的藻細胞也能夠充分接受光照，使培養體系內的細胞均勻、快速生長；從藻細胞生長所需的光照強度和光能的消耗考慮，提供液面光照強度4500～5000Lx較為合適；合適的接種密度既可以縮短接種後的延遲期，又可以節省原始藻液；3)藻細胞培養期間藻液pH和細胞濃度的測定。
具體為取混合均勻的藻液5ml置於45ml的離心管中，將pH電極浸沒於藻液中測定pH，然後添加10uL甲醛固定藻細胞用血球計數器計數藻細胞濃度。
本發明優點如下1.海洋綠藻培養基配方簡單、成本低。本發明所採用的微量營養元素來源廣泛，成本較低。
2.藻細胞生長速度快。本發明採用合適的C、N、P配比和適量的微量元素能夠提高藻細胞的光合作用效率，顯著提高生長速率，並維持藻液的pH在較小範圍內變化。
3.藻細胞個體較大。本發明所採用的微量營養元素培養的藻細胞個體大，胞內物質含量豐富。
總之，本發明根據海洋綠藻在一定光照強度下，合適的C、N、P配比和適量的微量元素能夠提高藻細胞的光合作用效率，顯著提高生長速率，並維持藻液的pH在較小範圍內變化。


圖1為本發明培養海洋綠藻生長速率圖；圖2為本發明培養海洋綠藻期間藻液pH變化圖。
具體實施例方式
實施例1以海洋亞心型扁藻(Platymonas subcordiformis)的光照培養為例進一步說明本發明。
1)藻細胞培養基的配製用容積為3升的培養瓶盛裝2升經十層紗布過濾的天然海水，並添加微量元素(mg/l)Tris 1210，CH3COONa 1440，NH4Cl 375，MgSO4·7H2O 129.7，CaCl240.21，Na-EDTA 0.125，ZnSO4·7H2O0.5475，FeSO4·7H2O 0.349，MnSO4·H2O 0.077，CuSO4·5H2O 0.0196，Co(NO3)·6H2O 0.0124，Na2B4O7·10H2O 0.00885，Nitrilotriacetic acid 10，(NH4)6MoO7O24·4H2O 0.00925；調節培養基的pH到8.00，115℃滅菌20分鐘；其中所用藥品中文名分別為Tris三(羥甲基)氨基甲烷；CH3COONa乙酸鈉；NH4Cl氯化銨；MgSO4·7H2O七水硫酸鎂；CaCl2氯化鈣；Na-EDTA乙二胺四乙酸二納；ZnSO4·7H2O七水硫酸鋅；FeSO4·7H2O七水硫酸亞鐵；MnSO4·H2O硫酸錳；CuSO4·5H2O五水硫酸銅；Co(NO3)·6H2O六水硝酸鈷；Na2B4O7·10H2O四硼酸鈉；Nitrilotriaceticacid氨三乙酸；(NH4)6MoO7O24·4H2O四水合鉬酸氨2)藻細胞的接種和培養接種藻細胞到完全冷卻後的海水培養基中，調節藻密度為6.0×105個細胞/ml，並添加K2HPO413.68，KH2PO46.84，將藻液放置在液面光照強度3500～4000Lx、光暗時間比14h∶10h、溫度22～28℃的環境下培養，光照培養期間3～6小時來回晃動藻液；3)藻細胞培養期間藻液pH和細胞濃度的測定取混合均勻的藻液5ml置於45ml的離心管中，將pH電極浸沒於藻液中測定pH，然後添加10uL甲醛固定藻細胞用血球計數器計數藻細胞濃度。
權利要求
1.一種快速培養海洋綠藻的方法，其特徵在於培養海洋綠藻的培養基為滅菌冷卻後並添加微量營養元素的天然海水，藻細胞培養基的組成按每升天然海水中微量元素的mg量計，Tris 1210，CH3COONa 1440，NH4Cl375，MgSO4·7H2O 129.7，CaCl240.21，Na-EDTA 0.125，ZnSO4·7H2O0.5475，FeSO4·7H2O 0.349，MnSO4·H2O 0.077，CuSO4·5H2O0.0196，Co(NO3)·6H2O 0.0124，Na2B4O7·10H2O 0.00885，Nitrilotriacetic acid10，(NH4)6MoO7O24·4H2O 0.00925；培養基的pH為8.00～8.30。
2.按照權利要求1所述快速培養海洋綠藻的方法，其特徵在於接種藻細胞到滅菌冷卻後並添加微量營養元素的天然海水中，調節藻密度到約為5.0×105～6.0×105個細胞/ml；將接種後的藻細胞放置在液面光照強度3500～4000Lx培養，光暗時間比12～14h∶12～10h，培養6～8天後藻密度能達到2.0×106～2.50×106個細胞/ml。
3.按照權利要求2所述快速培養海洋綠藻的方法，其特徵在於可按如下步驟具體操作，1)藻細胞培養基的配製於過濾的每升天然海水中添加微量元素mg量為，Tris 1210，CH3COONa 1440，NH4Cl 375，MgSO4·7H2O 129.7，CaCl240.21，Na-EDTA 0.125，ZnSO4·7H2O 0.5475，FeSO4·7H2O 0.349，MnSO4·H2O0.077，CuSO4·5H2O 0.0196，Co(NO3)·6H2O 0.0124，Na2B4O7·10H2O 0.00885，Nitrilotriacetic acid 10，(NH4)6MoO7O24·4H2O 0.00925；調節培養基的pH到8.00～8.30，115℃滅菌20分鐘；2)藻細胞的接種和培養接種藻細胞到冷卻後的海水培養基中，調節藻密度為5.0×105～6.0×105個細胞/ml，並於每L培養基中添加K2HPO413.68mg和KH2PO46.84mg，將藻液放置在液面光照強度3500～4000Lx、光暗時間比12～14h∶12～10h、溫度22～28℃的環境下培養，光照期間3～6小時來回晃動藻液一次。
全文摘要
本發明涉及海洋綠藻的培養，具體地說是一種海洋綠藻快速生長的方法，培養海洋綠藻的培養基為滅菌冷卻後並添加微量營養元素的天然海水，初始接種密度為5.0×10
文檔編號A01G33/00GK1930949SQ200510047218
公開日2007年3月21日 申請日期2005年9月16日 優先權日2005年9月16日
發明者張衛, 冉春秋, 虞星炬, 金美芳, 陳兆安 申請人:中國科學院大連化學物理研究所