5min，棄上清，藻泥用不含K2HP04、K2S04 和 MgS04.7Η20 的 Zarrouk 培養基(Zarrouk-P-S)洗一次后重懸于 Zarrouk-P-S 中，調整細胞密度0D560為0.5，接種于500mL柱形鼓泡式光生物反應器。培養溫度30±2°C，連續單排照光，光照強度80 μ mol m - 2s -1,通入空氣流量0.4vvm。
[0027]營養豐富條件(+N+P+S):每升藻液加入K2HP040.5g，K2S04 lg, MgS04.7H20
0.2g0
[0028]P 限制條件(-P):每升藻液加入 KCl 0.43g，K2S04 lg, MgS04.7H20 0.2g。
[0029]S 限制條件(-S):每升藻液加入 K2HP04 0.5g，KCl 0.43g，MgCl2.6H20 0.17g。
[0030]從圖1可以看出，利用上述光照生物反應器進行螺旋藻培養，在初始接種量、溫度、光照強度、通氣速率等培養條件均一樣的情況下，P限制的螺旋藻細胞在培養的7天內生物質積累均高于營養豐富下的生物質積累；在第6天收獲細胞，生物質濃度達到2.3g/L，生物質產率達到0.25g/(L.d)，比營養豐富條件下生物質產率提高27%。S限制下生物質產率比營養豐富條件下略高。
[0031]從圖2可以看出，利用上述光照生物反應器進行螺旋藻培養，在初始接種量、溫度、光照強度、通氣速率等培養條件均一樣的情況下，P限制的螺旋藻細胞在培養的第6天多糖占細胞干重含量達到最大值84.5%，比營養豐富條件下提高3.5倍；多糖產率達到
0.31g/(L -d)，比營養豐富條件下提高5.5倍。S限制的螺旋藻細胞在培養的第2天多糖占細胞干重含量達到45%，比營養豐富條件下提高I倍；多糖產率達到0.23g/(L *d)，比營養豐富條件下提高1.7倍。
[0032]此實施例說明，P限制和S限制均能同時提高螺旋藻生物質和多糖產率。
[0033]實施例2
[0034]考察N限制對室內小規模培養螺旋藻的生物質和多糖積累影響。
[0035]藻種的培養與實施例1中藻種的培養相同。多糖積累過程在6L塑料方形盆中進行，水深8cm。
[0036]將培養至0D560為3的細胞以4000rpm離心5min，棄上清，藻泥用不含NaN03的Zarrouk培養基(Zarrouk-N)洗一次后重懸于Zarrouk-N中，調整細胞密度0D560為0.5，接種于6L塑料方形盆中，以功率為5W的潛水泵對藻液進行攪拌。培養溫度23±2°C，自然條件下光照，藻液表面最大光照強度有90%的時間不超過84.5 μ mol m_2s-1。
[0037]營養豐富條件(+N):每升藻液加入NaN032.5g。
[0038]N限制條件(-N):每升藻液加入NaCl 1.72g。
[0039]培養至第4天收獲，-N下生物質產量為0.41g/L，是+N下的1.2倍；_N下生物質產率達到0.020g/(L.d)，比+N下提高3倍；-N下多糖含量達到細胞干重的74.3%，比+N下提高6.4倍。
[0040]此實施例說明，N限制能同時提高螺旋藻生物質和多糖產率。
[0041]實施例3
[0042]利用N限制在室外跑道池大規模培養螺旋藻，提高生物質和多糖產率。
[0043]藻種培養和多糖積累過程均在室外I畝跑道池中進行，水深30cm,水流速度20cm/
So
[0044]I)藻種的培養
[0045]螺旋藻細胞在營養豐富的天然母液堿培養基(MYJ)中培養，培養基用地下淡水水配制，每升水體含:鄂爾多斯高原天然堿湖所產母液堿6g(含NaHC03約3.4g), NaN03 lg,KCl 0.5g, H3P040.12g, FeS04.7H20 0.0lg, MgS04.7H20 0.0lg。初始接種密度 0D560 為
0.3，培養溫度32±5°C，自然條件光照，藻液表面最大光照強度3000μπιΟ1 m_ 2s -1。
[0046]2)藻細胞生物質和多糖的同時積累
[0047]將培養至0D560為0.45的細胞經80目濾網過濾，用地下水洗滌3次，得到含水量約90%的藻泥，將其接入I畝跑道池中，用不含NaN03的MYJ培養基重懸混勻，調整細胞密度0D560為0.4，培養溫度32±5°C，自然條件光照，藻液表面最大光照強度3000 μ molm _ 2s _ I。
[0048]營養豐富條件(+N):每升藻液加入NaN03 lg。
[0049]N限制條件(-N):藻液中不加N源。
[0050]培養至第3天收獲，-N下生物質產量為0.15g/L，是+N下的1.25倍；-N下生物質產率和多糖產率分別達到0.056g/(L.d)和0.062g/(L.d)，分別是+N下的1.4倍和21倍；-N下多糖含量達到細胞干重的51.8%，比+N下提高5.5倍；
[0051]此實施例說明，利用N限制在室外跑道池大規模培養螺旋藻，能有效提高生物質和多糖產率，具有廣闊的應用前景。
【主權項】
1.一種同時提高螺旋藻生物質和多糖產率的方法，其特征在于: 將培養至指數生長期的螺旋藻細胞作為藻種，轉入營養限制性培養基，初始接種密度0D560為0.3?0.5，溫度20?35°C，pH值8?12，自然條件下光照或人工光暗比12h: 12h?24h:0h光照，培養液受光面光照強度80?3000 μ mol/(m-2.s-1)，培養至穩定期收獲藻細胞，多糖含量達到藻干重的45 %?80 %。2.按照權利要求1所述的方法，其特征在于:轉入營養限制性培養基的方式為:原藻種液經離心或過濾洗滌后得到藻泥，接入新鮮培養基并調整至所需細胞密度；或原藻種液經新鮮培養基直接稀釋至所需細胞密度。3.按照權利要求1所述的方法，其特征在于:所述營養限制性培養基中每升水體含:NaHC03 3 ?20g，KCl O ?lg，NaCl O ?2g，FeS04.7H20 0.01 ?0.02g, MgCl2.6H20O ?0.2g, CaCl2.2H20 O ?0.05g, H3B03 O ?3mg，MnCl2.4H20 O ?2mg，Na2Mo04.2H20O ?0.5mg, ZnS04.7H20 0 ?0.3mg, CuS04.5H20 0 ?0.3mg,并通過添加 NaN03 控制培養基中N濃度在O?10mg/L，通過添加K2HP04和H3P04控制P濃度在0.04?0.16g/L，通過添加K2S04和MgS04.7H20控制S濃度在0.2?0.4g/L ;或通過添加NaN03控制培養基中N濃度在0.16?0.64g/L，通過添加K2HP04和H3P04控制P濃度在O?lmg/L，通過添加K2S04和MgS04.7H20控制S濃度在0.2?0.4g/L ;或通過添加NaN03控制培養基中N濃度在0.16?0.64g/L，通過添加K2HP04和H3P04控制P濃度在0.04?0.16g/L，通過添加 K2S04 和 MgS04.7H20 控制 S 濃度在 1.0 ?1.5mg/L。4.按照權利要求3所述的方法，其特征在于:所述培養基的水體來源為天然鹽堿水、地下水、自來水或積累多糖的藻細胞收獲后的培養廢水。
【專利摘要】本發明涉及螺旋藻培養積累生物質和多糖，具體的說是一種通過控制營養鹽的添加培養螺旋藻，使其生物質和多糖同時積累。將培養至指數生長期的螺旋藻細胞轉入營養限制性培養基，自然光照或人工光照，培養至穩定期收獲藻細胞，其生物質產率是營養豐富條件下培養的1～4倍，多糖產率比營養豐富條件下培養提高0.8～20倍，多糖含量達到藻干重的45％～80％，比營養豐富條件下培養提高2～6倍。本發明解決了螺旋藻生物質與多糖不能同時積累的矛盾，實現了快速高效地生產螺旋藻多糖，具有營養鹽消耗少、生產成本低、多糖含量高等優點，有利于簡化下游加工操作，促進螺旋藻多糖的產業化生產。
【IPC分類】C12N1/20, C12R1/01
【公開號】CN105647825
【申請號】
【發明人】薛松, 姚長洪, 陸洪斌, 曹旭鵬
【申請人】中國科學院大連化學物理研究所
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2014年11月13日