一种制备微藻油脂的方法.pdf

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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410731224.X (22)申请日 2014.12.05 CGMCC No.7479 2013.04.15 CGMCC No.6551 2012.09.11 C12P 39/00(2006.01) C12P 7/64(2006.01) C12R 1/89(2006.01) (71)申请人 中国石油化工股份有限公司 地址 100728 北京市朝阳区朝阳门北大街 22 号 申请人 中国石油化工股份有限公司抚顺石 油化工研究院 (72)发明人 师文静 姚新武 廖莎 孙启梅 樊亚超 高大成 王领民 李晓姝 (54) 发明名称 一种制备微。

2、藻油脂的方法 (57) 摘要 本发明公开了一种制备微藻油脂的方法， 包 括如下内容 ： 在光生物反应器中加入微藻培养基 和混合微藻种子液， 维持培养体系 pH 为 8 12， 通入气体中 CO2体积含量为 5v% 45v%， 其中混 合微藻包括斜生栅藻 （Scenedesmus obliqnus） FSH-Y2 和单针藻 （Monoraphidium sp） SS-B1， 分 别于 2012 年 9 月 11 日和 2013 年 4 月 15 日保藏 于 “中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物 中心” ， 保藏编号分别为 CGMCC No.6551 和 CGMCC No.7479。 本发明方。

3、法提高了微藻培养体系对高浓 度 CO2的溶解性和耐受性， 提高了固碳效率， 微藻 油脂的收获量明显提高， 能够进行生物柴油的生 产。 (83)生物保藏信息 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 CN 105713951 A 2016.06.29 CN 105713951 A 1/1 页 2 1.一种制备微藻油脂的方法， 其特征在于包括如下内容 ： 在光生物反应器中加入 微藻培养基和混合微藻种子液， 维持培养体系 pH 为 8 12， 通入气体中 CO2体积含量 为 5v% 45v%， 其中混合微藻包括斜生栅藻 （Scen。

4、edesmus obliqnus） FSH-Y2 和单针藻 （Monoraphidium sp） SS-B1， 分别于 2012 年 9 月 11 日和 2013 年 4 月 15 日保藏于 “中国微 生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心” ， 保藏编号分别为CGMCC No. 6551和CGMCC No. 7479。 2.按照权利要求 1 所述的方法， 其特征在于 ： 维持培养体系 pH 为 9 11， 通入气体中 CO2体积含量为 10v% 30v%。 3.按照权利要求 1 所述的方法， 其特征在于 ： 所述的 FSH-Y2 藻株在显微镜下藻细胞呈 纺锤形， 丛生， 有细胞壁膜包裹， 颜色。

5、为深绿色 ； 单个藻细胞直径约为 6 10m。 4.按照权利要求 1 所述的方法， 其特征在于 ： 所述的 SS-B1 藻株是一种淡水绿藻， 藻细 胞为长叶形， 绿色， 藻种长为 10 20m， 宽 2 4m， 内含色素， 平板藻落形态为 S 形， 深 绿色。 5.按照权利要求 1 所述的方法， 其特征在于 ： 所述微藻培养基采用 BG11 或 SE 液体培 养基， 其中斜生栅藻 FSH-Y2 单独培养时将 pH 调节为 10 12。 6.按照权利要求1所述的方法， 其特征在于 ： 混合微藻种子液的接种量为5v%10v%， 其中斜生栅藻 FSH-Y2 种子液和单针藻 SS-B1 种子液的体积比。

6、为 0.5:1 2:1。 7.按照权利要求 6 所述的方法， 其特征在于 ： 将斜生栅藻 FSH-Y2 种子液和单针藻 SS-B1种子液单独进行放大培养， 再按照体积比为0.5:12:1的比例混合接入光生物反应 器中。 8.按照权利要求 6 或 7 所述的方法， 其特征在于 ： 微藻种子液及其扩大培养的温度为 20 30， 光照周期为 24h， 光暗时间比为 14:10， 光照强度为 2000 10000Lux， 振荡培养 至对数生长期。 9.按照权利要求 1 所述的方法， 其特征在于 ： 两种微藻混合培养生产油脂的培养温度 为 20 30， 光照强度为 2000 10000Lux ； 培养体。

7、系进入稳定期后， 结束培养 ； 收获的藻 细胞经检测， 细胞总脂含量占细胞干重的 42% 以上。 10.按照权利要求1所述的方法， 其特征在于 ： 所述的混合微藻可以利用含CO2和SO2的 废气或烟气进行光照自养生长获取富含油脂的生物质， 废气或烟气中CO2含量不超过40v%， SO2含量不超过 60010 -6（v/v） 。 权 利 要 求 书 CN 105713951 A 2 1/5 页 3 一种制备微藻油脂的方法 技术领域 0001 本发明属于生物技术和生物能源领域， 具体涉及一种利用 CO2制备微藻油脂的方 法。 背景技术 0002 由于化石能源的日趋减少和使用化石能源造成温室效应的增。

8、加， 越来越多的科研 工作者把目光集中到可再生能源的开发和利用上。 生物质能作为地球上最重要的可再生能 源， 它包括林业生物质、 农作物、 水生植物、 农业废弃物等。在诸多的生物质能源中， 微藻是 重要的可再生资源。 它们具有分布广泛、 生物量大、 光合作用效率高、 环境适应能力强、 生长 周期短、 生物量产量高等特点。其细胞中含独特的初级或次级代谢产物， 化学成分复杂。微 藻的太阳能转化效率可达到 3.5%， 是生产药品、 精细化工品和新型燃料的潜在资源， 从微藻 中得到的脂肪酸可转化成脂肪酸甲脂， 即生物柴油。 0003 随着世界经济的发展， 大量的化石能源的使用和消耗， 导致能源的短缺和。

9、环境的 日益恶化， 特别是 CO2的急剧增加引起的温室效应越来越严重。微藻的生长周期短、 光合效 率高， CO2固定效率高， 一定条件下可达陆生植物的10 倍以上， 不仅可以减少CO2排放， 同时 也降低了培养成本 ； 除 CO2外， 废气中的一些 SOx、 NOx 等成分也随着微藻的代谢被净化处 理， 有效减少有害气体排放， 因此利用微藻油脂作为原料生产的生物柴油是目前最有可能 满足世界运输所需燃料的可再生能源。 0004 目前对于小球藻、 栅藻等产油微藻研究的较多。CN20110144545.6 公开了一株 栅藻藻株， 该藻株的生长可利用人工培养基或经适当处理的废水生长， 其特点是油脂产 。

10、率高于目前大多数分藻株， 该藻株应用领域包括 CO2的固定， 废水的净化， 油脂、 蛋白质、 色素、 淀粉、 多糖、 核酸的生产。CN20120154470.4 公开了一株富油海洋微藻微拟球藻 ( Nannochloropsis gaditana ) 藻株及其应用， 该藻株可在 PH=4.5 的环境下正常生长， 其油 脂含量可达35%。 CN20111019480.X公开了一株微藻藻株 （Mychonases sp .） 及其用于生产 生物柴油的应用， 利用该藻株可生产高附加值的多不饱和脂肪酸， 包括亚麻酸 C18:3 和神 经酸 C24:1， 其在获得生物柴油的同时， 获得高附加值的副产品。。

11、CN102703326A 公开了一种 高 CO2耐受性和固定率的微藻及其选育方法， 但该专利所提供的藻株并未涉及该藻株的油 脂含量。上述专利要么不能高效利用 CO2生产油脂， 要么获得的生物质中油脂含量不够高。 特别是在实际应用中， 当环境中 CO2体积分数大于 5% 时， 大部分微藻的生长将受到抑制， 影 响固碳效率。同时一般微藻在中性条件下适宜生长， 在偏酸性或偏碱性条件下不利于微藻 生长， 而 CO2在中性环境下溶解度低， 不利于藻类吸收利用。 0005 刘平怀等 （有机碳源对单针藻细胞生长、 油脂积累和光合作用的影响， 生物工程， 2012， 33(18): 224-246） 介绍了利。

12、用有机碳源培养单针藻的一种生产方式， 培养结束虽然 生物量超过了 10g/L， 但这种方式为单针藻异养培养方式， 培养过程中利用葡萄糖等有机碳 源来实现细胞生长， 这种培养方式没有利用 CO2等无机碳源经济， 而且有机碳源的加入， 在 培养过程易产生染菌问题， 影响藻细胞的生长。 说 明 书 CN 105713951 A 3 2/5 页 4 发明内容 0006 针对现有技术的不足， 本发明提供了一种利用 CO2制备微藻油脂的方法。本发明 方法提高了微藻培养体系对高浓度 CO2的耐受性和溶解性， 提高了固碳效率， 微藻油脂的收 获量明显提高， 能够进行生物柴油的生产。 0007 本发明制备微藻油。

13、脂的方法， 包括如下内容 ： 在光生物反应器中加入微藻培养基 和混合微藻种子液， 维持培养体系 pH 为 8 12， 优选为 9 11， 通入气体中 CO2体积含量 为5v%45v%， 优选为10v%30v% ； 其中混合微藻包括斜生栅藻 （Scenedesmus obliqnus） FSH-Y2 和单针藻 （Monoraphidium sp） SS-B1， 分别于 2012 年 9 月 11 日和 2013 年 4 月 15 日保藏于 “中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心” ， 保藏编号分别为 CGMCC No. 6551 和 CGMCC No. 7479。 0008 本发明所述 F。

14、SH-Y2 藻株在显微镜下藻细胞呈纺锤形， 丛生， 有细胞壁膜包裹， 颜 色为深绿色 ； 单个藻细胞直径约为 6 10m。该藻株在高 pH 值下能够更好的吸收利用二 氧化碳， 快速生长繁殖。 0009 本发明所述单针藻 SS-B1 藻株是一种淡水绿藻， 在显微镜下藻细胞为长叶形， 绿 色， 藻种长为 10 20m， 宽 2 4m， 内含色素， 平板藻落形态为 S 形， 深绿色。该藻株能 够耐受高浓度的 CO2和 SO 2， 可以利用含 CO2和 SO2的废气或烟气进行光照自养生长获取富 含油脂的生物质， 固碳效率高。 0010 本发明所述微藻培养基采用 BG11、 SE 等培养微藻的液体培养基。

15、， 其中斜生栅藻 FSH-Y2 单独培养时将 pH 调节为 10 12。 0011 本发明混合微藻种子液的接种量为5v%10v%， 其中斜生栅藻FSH-Y2种子液和单 针藻 SS-B1 种子液的体积比为 0.5:1 2:1。本发明可以将斜生栅藻 FSH-Y2 种子液和单针 藻 SS-B1 种子液单独进行放大培养， 再按照体积比为 0.5:1 2:1 的比例混合接入光照生 物反应器中。上述微藻种子液及其扩大培养的温度为 20 30， 光照周期为 24h， 光暗时 间比为 14:10， 光照强度为 2000 10000Lux， 振荡培养至对数生长期。 0012 本发明两种微藻混合培养生产油脂的培养。

16、温度为 20 30， 光照强度为 2000 10000Lux。培养体系进入稳定期后， 结束培养。收获的藻细胞经检测， 细胞总脂含量可高达 细胞干重的 42% 以上。 0013 本发明的混合微藻可以利用含 CO2和 SO 2的废气或烟气进行光照自养生长获取富 含油脂的生物质， 废气或烟气中 CO2含量不超过 40v%， SO 2含量不超过 60010 -6（v/v） 。 0014 与现有技术相比， 本发明可以带来以下有益效果 ： 1、 本发明将斜生栅藻FSH-Y2和单针藻SS-B1混合培养， 提高了微藻培养体系对高浓度 CO2的耐受性和固碳效率， 微藻油脂的收获量明显提高 ； 2、 本发明在高 。

17、pH 环境下进行微藻的培养， 能够增加培养体系中 CO2的溶解度， 有助于 微藻对 CO2的吸收利用， 提高了固碳效率 ； 同时在高 pH 值培养微藻时， 可以有效抑制微藻生 长过程中杂菌的生长 ； 3、 本发明的混合培养体系能够耐受高浓度的 CO2和 SO 2， 可以利用废气中的 CO2进行自 养生长， 固定 CO2， 缓解目前工业社会带来的温室效应和废气污染问题。 说 明 书 CN 105713951 A 4 3/5 页 5 具体实施方式 0015 下面通过实施例对本发明作进一步详细说明。本发明中， wt% 为质量分数， v% 为体 积分数。 0016 实施例 1 微藻种子液的制备 微藻培。

18、养采用 BG11 培养基， 培养基配方如表 1 和表 2 所示。 0017 表 1 BG11 培养基 * 表 2 表 1 中 A5+Co solution 的组成 说 明 书 CN 105713951 A 5 4/5 页 6 将斜生栅藻 FSH-Y2 和单针藻 SS-B1 分别接种于 BG11 液体培养液中， 并将培养斜生栅 藻 FSH-Y2 的培养基的 pH 调节为 10 12。在恒温光照摇床中培养， 培养温度为 25， 光照 周期为 24h， 光暗时间比为 14:10， 光照强度为 5000Lux， 120rpm 振荡培养至对数生长期， 获 得斜生栅藻 FSH-Y2 种子液和单针藻 SS-。

19、B1 种子液， 将上述种子液在 15弱光下保存备用。 0018 将上述斜生栅藻 FSH-Y2 种子液、 单针藻 SS-B1 种子液以及按照体积比 1:1 混合的 混合微藻种子液分别接种到 BG11 培养基中进行扩大培养， 通入氮气和二氧化碳的混合气 体， 其中二氧化碳的含量为5v%， 培养过程中光照强度为5000Lux， 培养温度为28， pH值为 9， 光照周期为 24h， 光暗时间比为 14:10。培养至对数生长期， 结束培养， 将得到的种子液置 于 15弱光下保存备用。 0019 实施例 2 微藻油脂的制备 将实施例 1 制备的不同种子液分别接种在 BG11 培养基进行微藻油脂的制备。在。

20、光生 物反应器中进行， 斜生栅藻 FSH-Y2 种子液、 单针藻 SS-B1 种子液以及按照体积比 1:1 混合 的混合微藻种子液， 按照 10v% 的接种量接种到 BG11 培养基中， pH 值控制在 9 11 之间， 通入氮气和二氧化碳的混合气体， 其中二氧化碳含量为 5v% 45v%， 光照强度为 5000Lux， 培养温度为 28， 光照周期为 24h， 光暗时间比为 14:10。培养 7 天后处于稳定期， 结束培 养， 离心收集藻液， 在 -60条件下真空冷冻干燥至恒重后测量藻粉干重， 计算生物质产量， 并采用正己烷 : 乙酸乙酯法测得总脂含量， 结果如表 3 所示。 0020 表 。

21、3 混合藻与单一藻制备微藻油脂的效果比较 说 明 书 CN 105713951 A 6 5/5 页 7 由表 3 可见， 相对于单一藻， 混合藻在高 pH 和高 CO2浓度下， 获得了更高的生物量和油 脂含量。 0021 实施例 3 利用烟气制备微藻油脂 制备条件与实施例1相同， 不同之处在于通入含SO2和CO2的烟气， 烟气中CO2的含量为 10v% 30v%， SO2含量为 20010 -6 40010-6 （v/v） ， 维持反应体系的 pH 为 10。10 天后 结束培养， 离心收集藻细胞， 在 -60条件下真空冷冻干燥至恒重后测量藻粉干重， 计算生 物质产量， 并采用正己烷 : 乙酸乙酯法测得总脂含量， 结果如表 4 所示。 0022 表 4 混合藻与单一藻的培养效果比较 由表4可见， 在高pH体系中， 相对于单一藻， 混合藻不仅可以耐受高浓度的CO2， 而且可 以耐受一定浓度的 SO2， 获得了更高的生物量。由此可见， 可以利用混合藻及废气或烟气制 备微藻油脂， 实现了油脂的生产， 同时可以净化废气。 说 明 书 CN 105713951 A 7 。