一種利用微生物絮凝劑收獲微藻的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用微生物絮凝劑收獲微藻的方法，利用巨大芽孢桿菌（CGMCC?No.5225）發(fā)酵制備生物絮凝劑，將此絮凝劑添加到微藻培養(yǎng)液中，調(diào)節(jié)微藻培養(yǎng)液pH值為9-12，60-120轉(zhuǎn)/分鐘下攪拌5-40分鐘，再靜置1小時，使微藻絮凝并沉降分層，收集下層絮凝的微藻獲得微藻生物質(zhì)，上層澄清培養(yǎng)液通入二氧化碳調(diào)節(jié)pH，接入新鮮藻種，繼續(xù)培養(yǎng)。本發(fā)明使用的絮凝劑無需純化可直接利用，成本較低，絮凝效果好且本絮凝劑安全無毒。
【專利說明】一種利用微生物絮凝劑收獲微藻的方法
【技術領域】
[0001]本技術屬于微藻生物能源【技術領域】，具體涉及一種利用微生物絮凝劑收集微藻的方法?！颈尘凹夹g】
[0002]微藻具有種類多，分布廣泛，生長環(huán)境要求低，不與農(nóng)作物爭地爭水，光合作用效率高，油脂面積產(chǎn)率高以及培養(yǎng)過程中可固定大量二氧化碳等特點，對緩解人類面臨的能源、環(huán)境和糧食三大危機有著巨大的潛力。微藻除富含油脂外，還含有豐富的不飽和脂肪酸、功能多糖和色素等生物活性物質(zhì)以及優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)，在醫(yī)藥、食品、精細化學品以及動物飼料等領域，具有良好應用前景。
[0003]在微藻藻種選育、培養(yǎng)、收獲、干燥和加工利用等環(huán)節(jié)中，微藻收獲是關鍵環(huán)節(jié)之一，藻體收獲成本是影響微藻生產(chǎn)成本和微藻應用領域的重要因素。絮凝法微藻收獲是一種相對簡便易行且能耗較低的分離方法。目前一些常用的安全無毒的絮凝劑，如氨(申請?zhí)?CN201110390674.3)和多糖類物質(zhì)(申請?zhí)?CN200710015212.7，申請?zhí)?CN201010559334)等，這些絮凝劑絮凝的培養(yǎng)水體可循環(huán)利用，但氨絮凝法殘留的氨濃度過高對微藻生長毒害，需通過加熱除氨；多糖絮凝法安全無毒，但絮凝成本較高。微生物絮凝劑是一種成分復雜的混合物，含有蛋白質(zhì)、多肽、多糖、氨基酸和有機小分子等物質(zhì)，微生物絮凝利用的是微生物的發(fā)酵濃縮物，不需分離純化，制備成本較低，并且微生物絮凝劑豐富的組分殘留在培養(yǎng)水體中，可作為培養(yǎng)水體微藻的營養(yǎng)物質(zhì)，對微藻的再次培養(yǎng)具有一定的促進作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對能源微 藻采收中存在采收成本高以及利用絮凝劑采收普遍存在絮凝劑毒性的問題，提供了一種利用微生物絮凝劑收獲微藻的方法。本發(fā)明使用的絮凝劑無需純化可直接利用，成本較低，絮凝效果好且本絮凝劑安全無毒。
[0005]并非所有微生物絮凝劑都適宜用于收獲微藻。通過大量的實驗研究， 申請人:發(fā)現(xiàn)以巨大芽孢桿菌發(fā)酵產(chǎn)物為微生物絮凝劑收獲微藻可以取得很好的效果。該菌種為Bacillus magaterium Sy_Z5,由 申請人:自己培養(yǎng)、先期提交保藏并記載于中國專利申請201210018185.X 中，保藏號為 CGMCC N0.5225。
[0006]本發(fā)明的技術方案如下:
[0007]—種利用微生物絮凝劑收獲微藻的方法，以巨大芽孢桿菌發(fā)酵產(chǎn)物為微生物絮凝劑，向藻細胞密度不低于500萬/毫升的微藻培養(yǎng)液中添加濃度為0.3-3.0毫克/毫升的微生物絮凝劑，調(diào)節(jié)培養(yǎng)液PH值為9.0-12.0,并在50-150轉(zhuǎn)/分鐘攪拌5_50分鐘，靜置
0.3-3小時，使培養(yǎng)液中的微藻絮凝并沉降分層，收集下層絮凝的微藻獲得微藻生物質(zhì)，上層較澄清培養(yǎng)液通入二氧化碳調(diào)節(jié)PH至該藻適宜生長所需的pH，作為微藻培養(yǎng)水體，按該藻的常規(guī)培養(yǎng)方法繼續(xù)使用。
[0008]本發(fā)明所述巨大芽孢桿菌發(fā)酵產(chǎn)物微生物絮凝劑的制備參考專利201210018185.X，將巨大芽孢桿菌Bacillus magaterium Sy_Z5接種于LB培養(yǎng)基中(LB培養(yǎng)基準備:胰蛋白胨10克，酵母粉5克，氯化鈉5克，去離子水1.0升，120。。，20min滅菌)，在37。。和70-150轉(zhuǎn)/分鐘條件下，搖床培養(yǎng)24-48小時后，發(fā)酵產(chǎn)物于5000-10000轉(zhuǎn)/分鐘離心5_20分鐘，棄去上清液，取沉淀于50-100°C烘2-10小時，得固態(tài)微生物絮凝劑。
[0009]本發(fā)明微生物絮凝劑優(yōu)選濃度為0.5-2.0毫克/毫升。本發(fā)明優(yōu)選在攪拌速度為50-130轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間5-40分鐘條件下收集微藻，靜置時間優(yōu)選0.3-2小時。
[0010]本發(fā)明所述的二氧化碳氣體的通入量為調(diào)整絮凝后培養(yǎng)液的pH值至相應微藻生長所需的適宜PH值所需的二氧化碳量。
[0011]本發(fā)明所述微藻為海洋藻類，優(yōu)選海水湛江等鞭金藻、海水四月藻或海水小球藻，均有市售。
[0012]本發(fā)明的特點在于采用微生物發(fā)酵產(chǎn)物作為絮凝劑，發(fā)酵產(chǎn)物無需進一步純化，因此絮凝劑制備成本較低，絮凝劑安全無毒性，使用絮凝劑后的培養(yǎng)水體可繼續(xù)用來培養(yǎng)微藻，且絮凝劑富含蛋白質(zhì)、多肽、多糖、氨基酸和有機小分子等物質(zhì)，因此絮凝劑在培養(yǎng)水體中的殘留物具有豐富的碳氮源，對微藻在絮凝后上層水體中的培養(yǎng)具有促進作用。
【具體實施方式】
[0013]下面的實施例用于進一步詳細說明本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限定。本實施例所用海水湛江等鞭金藻、海水四月藻或海水小球藻均來自大連化物所藻種庫。
[0014]F/2配方培養(yǎng)基為:75毫克/升NaNO3, 5毫克/升NaH2PO4.H2O, 30毫克/升 Na2SiO3.9H20, 3.9 毫克 / 升 FeC6H5O7.5H20, 4.35 毫克 /Na2.EDTA, 0.0010 毫克 /CuSO4.5H20, 0.0073 毫克 / 升 Na2MoO4.2H20, 0.023 毫克 / 升 ZnSO4.4H20, 0.012 毫克 / 升CoCl2.6H20, 0.178毫克/升MnCl2.4H20, 0.001毫克/升維生素B12, 0.2毫克/升維生素B110.001毫克/升生物素。
[0015]實例1:微生物絮凝劑制備:將Bacillus magaterium Sy_Z5接種于LB培養(yǎng)基中(LB培養(yǎng)基準備:胰蛋白胨10克，酵母粉5克，氯化鈉5克，去離子水1.0升，120°C，20分鐘滅菌)，在37°C和100轉(zhuǎn)/分鐘條件下，搖床培養(yǎng)36小時后，8000轉(zhuǎn)/分鐘離心10分鐘，棄上清液，取沉淀于80°C烘6小時，得到固體狀微生物絮凝劑。
[0016]實例2:微藻培養(yǎng)液準備:以5X IO6個/毫升藻細胞密度的接種量，將海水湛江等鞭金藻接種于添加了 F/2培養(yǎng)基的海水中，搖動混勻后，在25°C和40001x光照條件下，培養(yǎng)10天，藻細胞密度為1.6 X IO7個/毫升，將此培養(yǎng)液用于下述實例中。
[0017]取此湛江等鞭金藻培養(yǎng)液700毫升置于1000毫升燒杯中，向其中加入上述實例I中制備的微生物絮凝劑0.7克，調(diào)節(jié)pH至10.2，100轉(zhuǎn)/分鐘攪拌2分鐘后，60轉(zhuǎn)/分鐘攪拌10分鐘，靜置30分鐘后，絮凝率為73.2%，取出下層絮凝微藻層，上層水體通入二氧化碳調(diào)整PH至8.4后，接入2 X IO6個/毫升金藻，按前述“微藻培養(yǎng)液準備”所述的微藻培養(yǎng)方法培養(yǎng)10天，微藻細胞密度為1.85X IO7個/毫升。
[0018]實例3:取實施例2所述的海水湛江等鞭金藻培養(yǎng)液用海水稀釋I倍，取此稀釋液700ml置于1000ml燒杯中，向其中加上述實例I中制備的微生物絮凝劑入0.5克，調(diào)節(jié)pH至11.6，90轉(zhuǎn)/分鐘攪拌2分鐘后，60轉(zhuǎn)/分鐘攪拌10分鐘，靜置30分鐘后，取出下層絮凝微藻層，絮凝率為62%，上層水體通入二氧化碳調(diào)整pH至8.4后，接入I X IO6個/毫升海水湛江等鞭金藻，按實施例1中“微藻培養(yǎng)液準備”所述的微藻培養(yǎng)培養(yǎng)方法培養(yǎng)10天，微藻細胞密度為17.2X IO6個/毫升。
[0019]實例4:微藻培養(yǎng)液準備:以3X IO6個/ml的接種量，將海水四月藻藻種接種于F/2培養(yǎng)基中，在25°C和30001ux光照條件下，培養(yǎng)10天，藻細胞密度為2.5X IO7個/毫升。
[0020]取此四月藻培養(yǎng)液700ml置于1000ml燒杯中，向其中加入上述實例I中制備的微生物絮凝劑0.60克，調(diào)節(jié)pH至9.7，110轉(zhuǎn)/分鐘攪拌3分鐘后，70轉(zhuǎn)/分鐘攪拌8分鐘，靜置30分鐘后，絮凝率為98%，取出下層絮凝微藻層，上層水體通入二氧化碳調(diào)整pH至8.2后，接入2.5X IO6個/毫升海水四月藻，按實施例3中“微藻培養(yǎng)液準備”所述的海水四爿藻培養(yǎng)方法培養(yǎng)10天，微藻細胞密度為3.1 X IO7個/毫升。
[0021]實例5:取實施例4所述的海水四月藻培養(yǎng)液用海水稀釋I倍，取此海水四月藻培養(yǎng)液400ml置于500ml燒杯中，向其中加入上述實例I中制備的微生物絮凝劑0.35克，調(diào)節(jié)pH至11.3，100轉(zhuǎn)/分鐘攪拌4分鐘后，70轉(zhuǎn)/分鐘攪拌10分鐘，靜置40分鐘后，絮凝率為94%，取出下層絮凝微藻層，上層水體通入二氧化碳調(diào)整pH至8.2后，接入2.2 X IO6個/毫升海水四月藻，按實施例3中“微藻培養(yǎng)液準備”所述的海水四月藻培養(yǎng)方法培養(yǎng)10天，微藻細胞密度為2.8 X IO7個/毫 升。
【權(quán)利要求】
1.一種利用微生物絮凝劑收獲微藻的方法，其特征在于:以巨大芽孢桿菌(CGMCCN0.5225)發(fā)酵產(chǎn)物為微生物絮凝劑，向藻細胞密度不低于500萬/毫升的微藻培養(yǎng)液中添加濃度為0.3-3.0毫克/毫升微生物絮凝劑，調(diào)節(jié)培養(yǎng)液pH值至9.0-12.0，在50-150轉(zhuǎn)/分鐘下攪拌5-50分鐘，靜置0.3-3小時，使培養(yǎng)液中的微藻絮凝并沉降分層，收集下層絮凝的微藻獲得微藻生物質(zhì)，上層較澄清培養(yǎng)液通入二氧化碳調(diào)節(jié)PH至該藻適宜生長所需的PH，作為微藻培養(yǎng)水體使用。
2.如權(quán)利要求1所述的利用微生物絮凝劑收獲微藻的方法，其特征在于:微生物絮凝劑濃度為0.5-2.0暈克/毫升。
3.如權(quán)利要求1所述的利用微生物絮凝劑收獲微藻的方法，其特征在于:攪拌速度為50-130轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間5-40分鐘。
4.如權(quán)利要求1所述的利用微生物絮凝劑收獲微藻的方法，其特征在于:靜置時間為0.3-2小時。
5.如權(quán)利要求1所述的利用微生物絮凝劑收獲微藻的方法，其特征在于:所述的微藻為海洋微藻。
6.如權(quán)利要求5所述的利用微生物絮凝劑收獲微藻的方法，其特征在于:所述的海洋微藻為海水湛 江等鞭金藻、海水四月藻或海水小球藻。
【文檔編號】C12N1/12GK103881922SQ201210564280
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月21日
【發(fā)明者】胥維昌, 章表明, 龍驚驚, 朱希坤, 王芳 申請人:中國中化股份有限公司, 沈陽化工研究院有限公司