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一种促进斜生栅藻产油的培养方法.pdf

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一种 促进 斜生栅藻 产油 培养 方法
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摘要
申请专利号:

CN201910085850

申请日:

20190129

公开号:

CN109504716A

公开日:

20190322

当前法律状态:

实质审查的生效

有效性:

审中

法律详情: 实质审查的生效
IPC分类号: C12P7/64;C12R1/89 主分类号: C12P7/64;C12R1/89
申请人: 西北农林科技大学
发明人: 李明;安梅;吴海明;叶思思
地址: 712000 陕西省咸阳市杨陵区邰城路3号
优先权:
专利代理机构: 11569 代理人: 代芳
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法律状态
申请(专利)号:

CN201910085850

授权公告号:

法律状态公告日:

20190416

法律状态类型:

实质审查的生效

摘要

本发明提供了一种促进斜生栅藻产油的培养方法,每隔24h向斜生栅藻藻液中投加一次氮源;所述氮源为尿素溶?#28023;?#27599;次投加氮源后藻液中的初始氮浓度为2.0mg/L;所述藻液的培养基为无氮培养基。本发明采用“少量多次”的方法向藻液中投加氮源,在氮源刚投加进去时,藻细胞处于充足的氮源当中,此时藻细胞能够进行快速的生长,随着藻细胞的生长,氮源逐渐消耗,在缺氮条件下藻细胞开始进行油脂积累,本发明通过“少量多次”投加氮源使斜生栅藻不断的进行生长?积累油脂的过程,从而有效提高斜生栅藻的生物量和产油量。

权利要求书

1.一种促进斜生栅藻产油的培养方法,其特征在于,每隔24h向斜生栅藻藻液中投加一次氮源;所述氮源为尿素溶?#28023;?#27599;次投加氮源后藻液中的初始氮浓度为2.0mg/L;所述藻液的培养基为无氮培养基。 2.根据权利要求1所述的培养方法,其特征在于,所述斜生栅藻的初始接种密度为5×104~10×104cell mL-1。 3.根据权利要求1所述的培养方法,其特征在于,所述尿素溶液的浓度为0.21~4.29mg/L。 4.根据权利要求1所述的培养方法,其特征在于,所述无氮培养基为M-11无氮培养基。 5.根据权利要求1所述的培养方法,其特征在于,所述斜生栅藻的培养条件为:光照为50~70μmol photons m-2s-1,温度为20~25℃,光?#24403;?#20026;12:12。

说明书


一种促进斜生栅藻产油的培养方法
技术领域


本发明涉及生物能源技术领域,特别涉及一种促进斜生栅藻产油的培养方法。


背景技术


随着全球运输和工业的飞速发展,能源的消耗迅速增加并逐步发展成为能源危
机,生物柴油是解决全球能源危机的重要途径。以玉米、大豆等粮食作物作为原料的第一代
生物柴油技术,因危?#26263;?#31918;食安全而备受争议。以秸?#36873;?#26543;草等非粮食作物作为原料的第二
代生物柴油技术,也因为原料供应不稳定、运输成本高、生产规模难扩大等问题难以广?#21644;?br>广应用。微藻因含油量高、生长速度快,单位面积微藻的油脂产量比传统作物高15~20倍。
因此,微藻被认为是第三代生物柴油的理想原料。


高成本是制约微藻生物柴油产业化的最大瓶颈,要突破这一瓶颈,需要通过新的
培养工艺实现。培养出高生长速率和高油脂含量的微藻用于?#26723;?#24494;藻柴油生产的成本是微
藻生物柴油产业的重要工作。为获得高油脂的微藻,有研究提出利用“两步培养法”培养微
藻,两步培养法为首先在氮源充足的培养条件下提高藻的生物量,当藻细胞生长到对数生
长末期时,收获藻细胞并转入氮缺失的培养基中进行培养,以提高藻的油脂含量。但是,在
这种方法在藻细胞转移过程中需要进行藻水分离,而这会增加成本,因此大规模生产生物
柴油成本依然过高。


发明内容


有鉴于此,本发明目的在于提供一种促进斜生栅藻产油的培养方法。本发明提供
的方法步骤简单,成?#38236;停?#26080;需进行藻水分离,且斜生栅藻的生物量和产油量高。


为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:


一种促进斜生栅藻产油的培养方法,每隔24h向斜生栅藻藻液中投加一次氮源;所
述氮源为尿素溶?#28023;?#27599;次投加氮源后藻液中的初始氮浓度为2.0mg/L;所述藻液的培养基为
无氮培养基。


优选的,所述斜生栅藻的初始接种密度为5×10
4~10×10
4cell mL
-1。


优选的,所述尿素溶液的浓度为0.21~4.29mg/L。


优选的,所述无氮培养基为M-11无氮培养基。


优选的,所述斜生栅藻的培养条件为:光照为50~70μmol photons m
-2s
-1,温度为
20~25℃,光?#24403;?#20026;12:12。


本发明提供了一种促进斜生栅藻产油的培养方法,每隔24h向斜生栅藻藻液中投
加一次氮源;所述氮源为尿素溶?#28023;?#27599;次投加氮源后藻液中的初始氮浓度为2.0mg/L;所述
藻液的培养基为无氮培养基。本发明采用“少量多次”的方法向藻液中投加氮源,在氮源刚
投加进去时,藻细胞处于充足的氮源当中,此时藻细胞能够进行快速的生长,随着藻细胞的
生长,氮源逐渐消耗,在缺氮条件下藻细胞开始进行油脂积累,本发明通过“少量多次”投加
氮源使斜生栅藻不断的进行生长-积累油脂的过程,从而有效提高斜生栅藻的生物量和产
油量。实施例结果表明,以本发明提供的方法培养斜生栅藻20天,斜生栅藻的生物量可?#28304;?br>到1.7×10
7cells mL
-1,产油量可?#28304;?#21040;242.4mg L
-1,显著高于“两步培养法”。


具体实施方式


本发明提供了一种促进斜生栅藻产油的培养方法,每隔24h向斜生栅藻藻液中投
加一次氮源;所述氮源为尿素溶?#28023;?#27599;次投加氮源后藻液中的初始氮浓度为2.0mg/L;所述
藻液的培养基为无氮培养基。


在本发明中,所述尿素溶液的浓度优选为0.21~4.29mg/L,更优选为4.29mg/L;每
次投加氮源后控制藻液中的初始氮浓度为2.0mg/L。


在本发明的具体实施例中,每次投加的尿素溶液和所述藻液的体积比优选为
0.5mL:150mL,本发明优选根据尿素溶液和所述藻液的体积比计算出藻液达到所述初始氮
浓度时所需的氮源量,再?#28304;?#37197;制成对应浓度的尿素溶液进行投加,根据准确的计算值加
入氮源,即认为藻液中的初始氮浓度符合要求;本发明通过控制尿素溶?#21495;?#24230;和投加量,控
制每次投加氮源后藻液中的初始氮浓度为2.0mg/L,通过“少量多次”投加,可以有效提高斜
生栅藻的生长量和产油量。


在本发明中,所述斜生栅藻的初始接种密度优选为5×10
4~10×10
4cell mL
-1,更
优选为10×10
4cell mL
-1。


在本发明中,所述无氮培养基优选为M-11无氮培养基,所述M-11无氮培养基与普
通的全营养型M-11培养基相比,仅不包括氮源,其他营养成分相同。


在本发明,所述斜生栅藻的培养条件优选为:光照为50~70μmol photons m
-2s
-1,
温度为20~25℃,光?#24403;?#20026;12:12;本发明优选在恒温培养箱中进行培养。


下面结合实施例对本发明提供的方案进行详细的说明,但是不能把它们理解为对
本发明保护范围的限定。


实施例1


本实施例分别以NaNO
3、NH
4Cl和CH
4N
2O(尿素)作为氮源(都配制为溶液),每种氮源
投加后藻液中的初始氮源浓度分别设置四个水平,分别为0.1mg L
-1,0.5mg L
-1,1mg L
-1和
2mg L
-1,每个水平设置三组平行实验。


斜生栅藻以10×10
4cells mL
-1的密度接种到150mL(容器为250mL锥形瓶)的无氮
M-11培养基(K
2HPO
310mg L
-1,MgSO
475mg L
-1,CaCl
240mg L
-1,Na
2CO
320mg L
-1,ferric
citrate 6mg L
-1,Na
2EDTA 1mg L
-1,pH 8.0)中,在温度为25℃,光照强度为50μmolphotons
m
-2s
-1,光?#24403;?#20026;12:12的恒温培养箱中培养,每天的同一时间(即每隔24h)向藻液中添加一
次氮源,每天手动摇动三?#25105;?#36991;免藻体细胞黏在瓶壁上,培养20天后检测斜生栅藻的生物
量和产油量,将结果列于表1中。


表1培养20天后斜生栅藻的生物量和产油量







根据表1可以看出,以尿素为氮源,投加后初始氮浓度为2mg L
-1的实验组的产油量
和生物量明显高于其他实验组。说明本发明提供的方法可以有效促进斜生栅藻的生长和产
油。


对比例1


以全营养M-11培养基(NaNO
3 100mg L
-1,K
2HPO
310mg L
-1,MgSO
4 75mg L
-1,
CaCl
240mg L
-1,Na
2CO
320mg L
-1,ferric citrate 6mg L
-1,Na
2EDTA 1mg L
-1,pH 8.0)对斜生
栅藻进行培养,接种密度和培养条件和实施例1一致,培养过程中无需额外添加氮源,培养
20天,检测斜生栅藻的生物量和产油量。


结果显示培养20天后,斜生栅藻的生物量为1.0×10
7cells mL
-1,产油量为87.9mg
L
-1。


对比例2


采用两步培养法对斜生栅藻进行培养,步骤如下:


以全营养M-11培养基(NaNO
3 100mg L
-1,K
2HPO
310mg L
-1,MgSO
4 75mg L
-1,
CaCl
240mg L
-1,Na
2CO
320mg L
-1,ferric citrate 6mg L
-1,Na
2EDTA 1mg L
-1,pH 8.0)对斜生
栅藻进行培养,接种密度和培养条件和实施例1一致,当藻细胞生长到对数期时,收获藻细
胞并转入无氮的M-11培养基中继续培养,共培养20天,检测斜生栅藻的生物量和产油量。


结果显示培养20天后,斜生栅藻的生物量为6.3×10
6cells mL
-1,产油量为91.8mg
L
-1。


根据实施例1和对比例1~2可以看出,使用本发明提供的培养方法进行培养,斜生
栅藻的产油量和生物量均高于“全M-11培养基培养法”和“两步培养法”。


以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人
员?#27492;擔?#22312;不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润?#21361;?#36825;些改进和润?#25105;?#24212;
视为本发明的保护范围。


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