一種促進(jìn)微藻藻體快速積累油脂的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于微藻能源領(lǐng)域，具體涉及一種促進(jìn)微藻藻體快速積累油脂的方法。該方法首先將微藻培養(yǎng)液采收為藻泥，加入激素，混合攪拌，得到藻泥和激素的混合物；然后在適合的環(huán)境下進(jìn)行貯藏，就可使微藻油脂含量增加。該方法能在微藻貯藏階段內(nèi)使油脂含量增加，且激素用量少，成本低，而且操作性強(qiáng)，整個(gè)過(guò)程不會(huì)對(duì)微藻的組分產(chǎn)生破壞，且整個(gè)過(guò)程無(wú)污染。因此，本發(fā)明提供的方法可應(yīng)用于規(guī)?；⒃宓馁A藏。
【專利說(shuō)明】一種促進(jìn)微藻藻體快速積累油脂的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微藻能源領(lǐng)域，具體涉及一種促進(jìn)微藻藻體快速積累油脂的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在能源危機(jī)對(duì)各行業(yè)影響日益加劇的今天，社會(huì)各界對(duì)可再生能源的關(guān)注度不斷提高。其中生物柴油作為化石能源的替代燃料，已成為國(guó)際上發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的環(huán)?？稍偕茉础Ｊ且活惤?jīng)濟(jì)的新的生物能源。能源微藻規(guī)模培養(yǎng)不僅可以固定太陽(yáng)能，提供大量可再生能源需要的物質(zhì)原料，還可以大量吸收二氧化碳，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。微藻采收環(huán)節(jié)是微藻產(chǎn)業(yè)鏈中的主要環(huán)節(jié)，工業(yè)生產(chǎn)中大量的藻體采收后，如果不能及時(shí)處理，需要儲(chǔ)存一定時(shí)間，在此過(guò)程中，如果能使藻體繼續(xù)積累油脂，油脂產(chǎn)出率將大大提高。因此開發(fā)新型的、高效率的積脂方法成為能源微藻產(chǎn)業(yè)的新的研究焦點(diǎn)之一。
[0003]激素是指細(xì)胞接受特定環(huán)境信號(hào)誘導(dǎo)產(chǎn)生的、低濃度時(shí)可調(diào)節(jié)植物生理反應(yīng)的活性物質(zhì)。它們?cè)诩?xì)胞分裂與伸長(zhǎng)、成熟與衰老、休眠與萌發(fā)以及離體組織培養(yǎng)等方面，分別或相互協(xié)調(diào)地調(diào)控植物的生長(zhǎng)、發(fā)育與分化。這種調(diào)節(jié)的靈活性和多樣性，可通過(guò)使用外源激素或人工合成植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的濃度與配比變化，進(jìn)而改變內(nèi)源激素水平與平衡來(lái)實(shí)現(xiàn)。目前激素也廣泛應(yīng)用能源微藻產(chǎn)業(yè)鏈，主要研究集中在對(duì)微藻培養(yǎng)生長(zhǎng)的影響，在微藻培養(yǎng)過(guò)程中加入適量的激素可以促進(jìn)微藻的快速生長(zhǎng)；也有研究加入激素后對(duì)微藻代謝產(chǎn)物含量和油脂含量的影響等；本方法是在微藻采收后藻泥貯藏過(guò)程中加入激素，通過(guò)激素的作用來(lái)探索微藻中油脂含量的變化，研究結(jié)果表明用本方法可以促進(jìn)油脂含量的增加，大大提高了油脂的轉(zhuǎn)化率，有利于大規(guī)模應(yīng)用生產(chǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的首要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺點(diǎn)，提供一種促進(jìn)微藻藻體快速積累油脂的方法。
[0005]本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]一種促進(jìn)微藻藻體快速積累油脂的方法，包含以下步驟:
[0007](I)采收后的微藻藻泥與乙烯利混合均勻；
[0008](2)將步驟⑴中與乙烯利混合均勻的微藻藻泥進(jìn)行儲(chǔ)藏，然后從藻泥中提取油脂；
[0009]步驟(I)中所述的微藻優(yōu)選為蛋白核小球藻；
[0010]步驟(I)中所述的藻泥是通過(guò)將培養(yǎng)5?6天的微藻培養(yǎng)液離心富集得到；
[0011]所述的微藻培養(yǎng)液中微藻藻體的濃度為17?18個(gè)/mL ；
[0012]所述的離心優(yōu)選通過(guò)連續(xù)離心機(jī)離心；
[0013]所述的離心轉(zhuǎn)速優(yōu)選為16000rpm ；
[0014]步驟(I)中乙烯利的用量為--每0.5g藻泥中加入ImL初始濃度為0.05?0.20g/L乙稀利；
[0015]步驟⑴中乙烯利的用量?jī)?yōu)選為:每0.5g藻泥中加入ImL初始濃度為0.lg/L乙烯利；
[0016]步驟⑵中所述的儲(chǔ)藏的條件為:溫度為10?30 V,光照強(qiáng)度為1500 μ mo I.πΓ2.s—1，光照周期為 12L:12D ；
[0017]步驟⑵中所述的儲(chǔ)藏的條件優(yōu)選為:溫度為20 °C,光照強(qiáng)度為1500 μ mo I.πΓ2.s—1，光照周期為 12L:12D ；
[0018]步驟⑵中所述的儲(chǔ)藏的時(shí)間為I?6天；
[0019]步驟⑵中所述的儲(chǔ)藏的時(shí)間優(yōu)選為3天；
[0020]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果:
[0021](I)本發(fā)明提供的激素乙烯利可以提高微藻油脂的轉(zhuǎn)化率，其中，在0.5g藻泥中加入lmL，初始濃度為0.lg/L的乙烯利，油脂轉(zhuǎn)化率提高25%左右。
[0022](2)本發(fā)明提供的提高油脂轉(zhuǎn)化率的方法適用范圍廣，并且所用激素含量較少，成本低。
[0023](3)本方法現(xiàn)場(chǎng)操作性強(qiáng)，整個(gè)過(guò)程無(wú)污染。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是蛋白核小球藻OD值與油脂含量的線性關(guān)系圖。
[0025]圖2是乙烯利濃度對(duì)微藻油脂轉(zhuǎn)化的線性關(guān)系圖。
[0026]圖3是溫度對(duì)乙烯利促進(jìn)微藻油脂轉(zhuǎn)化的線性關(guān)系圖。
[0027]圖4是乙烯利劑量對(duì)微藻油脂轉(zhuǎn)化的線性關(guān)系圖。
[0028]圖5是吲哚已酸對(duì)微藻油脂轉(zhuǎn)化的線性關(guān)系圖。
[0029]圖6是赤霉素對(duì)微藻油脂轉(zhuǎn)化的線性關(guān)系圖。
[0030]圖7是萘乙酸對(duì)微藻油脂轉(zhuǎn)化的線性關(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0032]【具體實(shí)施方式】中的測(cè)定方法:
[0033]油脂含量測(cè)定指標(biāo):
[0034]采用香草醒比色法:稱取0.5mg、l.0mg、l.5mg、2.0mg、2.5mg、3.0mg小球藻藻粉，加1.0mL濃硫酸，混勻，100°C水浴1min,冷卻至室溫,加1.978mg.mL—1香草醒磷酸試劑5mL,混勻，反應(yīng)2h，在528nm下進(jìn)行比色；根據(jù)OD528和小球藻藻粉重量制作標(biāo)準(zhǔn)曲線(圖1)，以后根據(jù)小球藻藻粉的質(zhì)量進(jìn)行測(cè)定，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出小球藻總脂含量。
[0035]改良的BGll培養(yǎng)基的配制過(guò)程如下:①首先配制母液:10g硝酸鈉+400mL水得到硝酸鈉母液，Ig 二水氯化韓+400mL水得到氯化|丐母液,3g七水硫酸鎂+400mL水得到硫酸鎂母液，3g磷酸氫二鉀+400mL水得到磷酸氫二鉀母液，7g磷酸二氫鉀+400mL水得到磷酸二氫鉀母液，Ig氯化鈉+400mL水得到氯化鈉母液；②步驟①配制的六種母液各1mL (共60mL)+940mL水，得到溶液A ;③在10mL水中加入0.1g維生素BI，15X 10_6g維生素B12和25X10_6g生物素，得到溶液B ;④在IL水中先加入0.75g Na2EDTA,完全溶解再加:FeCL3.6H20 97mg、MnCL2.4H20 4Img、ZnCL2 5mg、CoCL2.6H20 2mg、Na2MoO4.2H20 4mg，得到溶液C ;⑤100mL溶液A+3mL溶液B和6mL溶液C，得到改良的BGll培養(yǎng)基；
[0036]實(shí)施例1
[0037]蛋白核小球藻:
[0038](I)藻泥的制備:蛋白核小球藻【藻種由暨南大學(xué)赤潮與海洋生物學(xué)研究中心藻種室提供(已在文獻(xiàn)“苯丙醇類抗生素對(duì)蛋白核小球藻生長(zhǎng)的影響.暨南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2012(03)”公開)，用經(jīng)過(guò)改良的BGll培養(yǎng)基，在25°C，光照強(qiáng)度為1500 μ mo I.m_2.s_S光照條件12L: 12D的培養(yǎng)箱培養(yǎng)，培養(yǎng)5?6天(微藻藻體的濃度為17?18個(gè)/mL)后，經(jīng)連續(xù)離心機(jī)離心(離心條件轉(zhuǎn)速優(yōu)選為16000rpm)成藻泥，分別稱取多份0.5g藻泥備用；
[0039](2)油脂含量的測(cè)定:在藻泥中分別加入ImL不同濃度的乙烯利(廣州國(guó)奧生物技術(shù)公司)，濃度設(shè)置為 0g/L、0.01g/L、0.05g/L、0.10g/L、.015g/L、0.20g/L。放置在培養(yǎng)箱中進(jìn)行貯藏(溫度20°C，光照強(qiáng)度為150(^!1101*111_2*8_1，光照周期121^120);每天測(cè)定油脂相對(duì)含量，重復(fù)3次，取平均值；通過(guò)OD值與油脂含量的相關(guān)曲線計(jì)算出微藻中油脂的相對(duì)含量。
[0040]由測(cè)定結(jié)果可知,在0.5g蛋白核小球藻藻泥中加入lmL、0.lg/L乙烯利的效果最好，油脂相對(duì)含量提聞了 25.29% ;加入lmL、0.01g/L乙稀利的實(shí)驗(yàn)組，油脂相對(duì)含量提聞了 5.67% ;加入lmL、0.05g/L乙烯利的實(shí)驗(yàn)組，油脂相對(duì)含量提高了 15.92% ;加入lmL、0.15g/L乙烯利的實(shí)驗(yàn)組，油脂相對(duì)含量提高了 19.14%，加入lmL、0.2g/L乙烯利的實(shí)驗(yàn)組，油脂相對(duì)含量在第三天提高了 12.62% (圖2)。
[0041]實(shí)施例2
[0042]關(guān)于溫度對(duì)油脂含量的影響分析
[0043]在0.5g藻泥中加入lmL、0.lg/L的乙烯利(廣州國(guó)奧生物技術(shù)公司)，貯藏溫度設(shè)置為4°〇、101:、201:、301:進(jìn)行培養(yǎng)(光照強(qiáng)度為1500 μ mol.πΓ2 ?s—1，光照周期12L:12D)，
每天測(cè)定油脂相對(duì)含量，重復(fù)3次，取平均值；通過(guò)OD值與油脂含量的相關(guān)曲線計(jì)算出微藻中油脂的相對(duì)含量。
[0044]由測(cè)定結(jié)果可知，10°C下微藻油脂含量比4°C提高了 12.62%，2(TC下微藻油脂含量比4°C提高了 22.62%，30°C下微藻油脂含量比4°C提高了 8.02%，由此可知，微藻藻泥貯藏在溫度為20°C時(shí)第三天油脂積累能力最高(圖3)。
[0045]實(shí)施例3
[0046]關(guān)于激素劑量對(duì)油脂含量的影響分析
[0047]在0.5g藻泥中加入0.lg/L的乙烯利(廣州國(guó)奧生物技術(shù)公司)，加入量為lmL、3mL、5mL、7mL,放置在培養(yǎng)箱進(jìn)行忙藏(溫度20°C,光照強(qiáng)度為1500 μ mol.πΓ2 μ4,光照周期12L: 12D)，每天測(cè)定油脂相對(duì)含量，重復(fù)3次，取平均值；通過(guò)OD值與油脂含量的相關(guān)曲線計(jì)算出微藻中油脂的相對(duì)含量。
[0048]測(cè)定結(jié)果可知，加入lmL，濃度為0.lg/L乙烯利的實(shí)驗(yàn)組油脂含量較高，相比對(duì)照組提高了 23.81%，加入量為3mL的實(shí)驗(yàn)組油脂含量提高了 13.61%，加入量為5mL和7mL的實(shí)驗(yàn)組油脂含量無(wú)明顯變化(圖4)。
[0049]實(shí)施例4
[0050]貯存時(shí)間對(duì)油脂含量的影響分析
[0051]在0.5g藻泥中加入0.lg/L的乙烯利(廣州國(guó)奧生物技術(shù)公司)，加入量為lmL，放置在培養(yǎng)箱進(jìn)行貯藏(溫度20°C，光照強(qiáng)度為1500 μ mol.m_2.s—1，光照周期12L:12D)，每天測(cè)定油脂相對(duì)含量，重復(fù)3次，取平均值；通過(guò)OD值與油脂含量的相關(guān)曲線計(jì)算出微藻中油脂的相對(duì)含量。
[0052]由測(cè)定結(jié)果可知，實(shí)驗(yàn)組油脂含量在I?3天保持上升趨勢(shì)，第3天達(dá)到最高值，相比對(duì)照組提高23.81%，而自第3天開始至第5天實(shí)驗(yàn)組油脂含量逐步降低至19.61%(圖 4)。
[0053]對(duì)比實(shí)施例1
[0054](I)改變激素的種類進(jìn)行試驗(yàn)，采用吲哚已酸進(jìn)行誘導(dǎo)油脂的轉(zhuǎn)化對(duì)比實(shí)驗(yàn)。
[0055](2)微藻油脂轉(zhuǎn)化對(duì)比實(shí)驗(yàn):蛋白核小球藻藻泥的培養(yǎng)收集方法同實(shí)施例1。
[0056](3)油脂含量的測(cè)定:在0.5g藻泥中分別加入ImL不同濃度的吲哚已酸(廣州國(guó)奧生物技術(shù)公司)，濃度設(shè)置為 0g/L、0.01g/L、0.05g/L、0.10g/L、.015g/L、0.20g/L。放置在培養(yǎng)箱中進(jìn)行貯藏(溫度20°C，光照強(qiáng)度為ΙδΟΟμπιοΙ.!^2.^，光照周期12L:12D)。每天測(cè)定油脂相對(duì)含量，重復(fù)3次，取平均值；通過(guò)OD值與油脂含量的相關(guān)曲線計(jì)算出微藻中油脂的相對(duì)含量。
[0057]由測(cè)定結(jié)果可知，在0.5g蛋白核小球藻藻泥中加入ImL不同濃度吲哚已酸的效果都不是很明顯，其中加入lmL、0.lg/L吲哚已酸的實(shí)驗(yàn)組效果比較明顯，油脂相對(duì)含量提高了 5.3%，遠(yuǎn)低于實(shí)施例1的最高轉(zhuǎn)化率30.29% (圖5)。
[0058]對(duì)比實(shí)施例2
[0059](I)改變激素的種類進(jìn)行試驗(yàn)，采用赤霉素進(jìn)行誘導(dǎo)油脂的轉(zhuǎn)化對(duì)比實(shí)驗(yàn)。
[0060](2)微藻油脂轉(zhuǎn)化對(duì)比實(shí)驗(yàn):蛋白核小球藻藻泥的培養(yǎng)收集方法同實(shí)施例1。
[0061](3)油脂含量的測(cè)定:在0.5g藻泥中分別加入ImL不同濃度的赤霉素(廣州國(guó)奧生物技術(shù)公司)，濃度設(shè)置為 0g/L、0.001g/L、0.005g/L、0.05g/L、0.10/L、0.20g/L。放置在培養(yǎng)箱中進(jìn)行貯藏(溫度20°C，光照強(qiáng)度為1500μπιΟ1.πΓ2.s—1，光照周期12L:12D)。每天測(cè)定油脂相對(duì)含量，重復(fù)3次，取平均值；通過(guò)OD值與油脂含量的相關(guān)曲線計(jì)算出微藻中油脂的相對(duì)含量。
[0062]由測(cè)定結(jié)果可知,在0.5g蛋白核小球藻藻泥中加入ImL不同濃度赤霉素的效果都不是很明顯，其中加入lmL、0.005g/L赤霉素的實(shí)驗(yàn)組效果比較明顯，油脂相對(duì)含量提高了5.68%，遠(yuǎn)低于實(shí)施例1的最高轉(zhuǎn)化率30.29%。赤霉素對(duì)促進(jìn)微藻油脂的轉(zhuǎn)化基本沒有影響(圖6)。
[0063]對(duì)比實(shí)施例3
[0064](I)改變激素的種類進(jìn)行試驗(yàn)，采用萘乙酸進(jìn)行誘導(dǎo)油脂的轉(zhuǎn)化對(duì)比實(shí)驗(yàn)。
[0065](2)微藻油脂轉(zhuǎn)化對(duì)比實(shí)驗(yàn):蛋白核小球藻藻泥的培養(yǎng)收集方法同實(shí)施例1。
[0066](3)油脂含量的測(cè)定:在0.5g藻泥中分別加入ImL不同濃度的萘乙酸(廣州國(guó)奧生物技術(shù)公司)，濃度設(shè)置為 0g/L、0.001g/L、0.005g/L、0.05g/L、0.10g/L、0.20g/L。放置在培養(yǎng)箱中進(jìn)行貯藏(溫度20°C，光照強(qiáng)度為ΙδΟΟμπιοΙ.!^2.^，光照周期12L:12D)。每天測(cè)定油脂相對(duì)含量，重復(fù)3次，取平均值；通過(guò)OD值與油脂含量的相關(guān)曲線計(jì)算出微藻中油脂的相對(duì)含量。
[0067]測(cè)定結(jié)果可知，在0.5g蛋白核小球藻藻泥中加入ImL不同濃度萘乙酸的效果都不是很明顯，其中加入lmL、0.005g/L萘乙酸的實(shí)驗(yàn)組效果比較明顯，油脂相對(duì)含量提高了4.37%，，遠(yuǎn)低于實(shí)施例1的最高轉(zhuǎn)化率30.29%，可見，萘乙酸對(duì)促進(jìn)微藻油脂的轉(zhuǎn)化也基本上沒有影響(圖7)。
[0068]通過(guò)以上實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例可以看出，本發(fā)明提供的激素可以實(shí)現(xiàn)微藻油脂快速轉(zhuǎn)化，并且轉(zhuǎn)化方法簡(jiǎn)單，適用于能源微藻工業(yè)規(guī)模化采收。
[0069]上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種促進(jìn)微藻藻體快速積累油脂的方法，其特征在于包含以下步驟: (1)采收后的微藻藻泥與乙烯利混合均勻； (2)將步驟(I)中與乙烯利混合均勻的微藻藻泥進(jìn)行儲(chǔ)藏，然后從藻泥中提取油脂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進(jìn)微藻藻體快速積累油脂的方法，其特征在于: 步驟(I)中所述的微藻為蛋白核小球藻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進(jìn)微藻藻體快速積累油脂的方法，其特征在于: 步驟(I)中所述的藻泥是通過(guò)將培養(yǎng)5?6天的微藻培養(yǎng)液離心富集得到； 所述的微藻培養(yǎng)液中微藻藻體的濃度為17?18個(gè)/mL。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進(jìn)微藻藻體快速積累油脂的方法，其特征在于: 步驟(I)中乙烯利的用量為:每0.5g藻泥中加入ImL初始濃度為0.05?0.20g/L乙烯利。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的促進(jìn)微藻藻體快速積累油脂的方法，其特征在于: 步驟(I)中乙烯利的用量為:每0.5g藻泥中加入ImL初始濃度為0.lg/L乙烯利。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進(jìn)微藻藻體快速積累油脂的方法，其特征在于: 步驟⑵中所述的儲(chǔ)藏的條件為:溫度為10?30°C，光照強(qiáng)度為1500μπιΟ1.πΓ2 -s^1,光照周期為12L:12D。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的促進(jìn)微藻藻體快速積累油脂的方法，其特征在于: 步驟⑵中所述的儲(chǔ)藏的條件為:溫度為20°C，光照強(qiáng)度為1500μπιΟ1.πΓ2.s—1，光照周期為12L:12D。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進(jìn)微藻藻體快速積累油脂的方法，其特征在于: 步驟(2)中所述的儲(chǔ)藏的時(shí)間為I?6天。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的促進(jìn)微藻藻體快速積累油脂的方法，其特征在于: 步驟(2)中所述的儲(chǔ)藏的時(shí)間為3天。
10.權(quán)利要求1?9任一項(xiàng)所述的促進(jìn)微藻藻體快速積累油脂的方法在微藻能源領(lǐng)域中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】C12R1/89GK104357501SQ201410649618
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】江天久, 溫眾杰 申請(qǐng)人:暨南大學(xué)