Питательная среда для совместного культивирования зеленых и синезеленых водорослей Советский патент 1990 года по МПК C12N1/12 A01G33/00 C12N1/12 C12R1/89 

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к альгологии, а именно к питательным средам для авто- трофного культивирования водорослей, и может быть использовано в системах жизнеобеспечения человека, в герметично ограниченных объемах, основанных на биологическом круговороте веществ, для регенерации атмосферы и воды и частично пищи с помощью авто- трофных организмов, а. такрке в микробиологической промышленности для полу чения нетрадиционного 1чОрмового и пищевого сырья.

Целью изобретения является обеспечение стабильности получения поликультуры зеленых и синезеленых микроводорослей: спирулины, хламидомонады и хлореллы - в соотношении 1,,0: :1,2 - 1,5:1,6:1,5 по сухому веществу

На фиг. 1 представлена динамика роста и развития соотношения трех форм водорослей при совместном их культивировании в непрерывном режиме на предложенной среде; на фиг. 2 - динамика ройта и развития соотношения трех форм водорослей при совместном их культивировании в непрерывном режиме на среде Заррука.

Питательная среда содержит, г/л: натрий азотнокислый 1,5-3,0, натрий двууглекислый 1,8-2,2, калий фосфорнокислый двузамещенный 0,8-1,6; магний сернокислый 0,3-1,0; натрий хло- ристый 0,6-1,0; кальций хлористый 0,02-0,06; смесь микроэлементов 1 мл; раствор железа сернокислого с трило- ном Б 1 мл.

Раствор железа сернокислого с трилоном Б и смесь микроэлементов готовят отдельно.

Приготовление раствора железа: в 134 мл роствора NaOH (1н.) добавляют 30,2 г трилона Б 2,49 г FeS04 7H20, смесь доводят до объема 1 л, после чего продувают воздухом в течение 7-10 ч.

Приготовление смеси микроэлементов навески (г) нижеприведенных ингреди- ентов последовательно растворяют в 1 л дистиллированной воды: Н3В03 - 2,8; ZnS04 7HaO 0,22; 0,02; MnCl-i HiO 1,81; NH4Mo03 0,117; Co(N03)1-6H-;0 0,044; NH4N03 0,023.

Предлагаемую среду используют следующим образом.

В культиватор, предназначенный для выращивания водорослей, вносят питательную среду в требуемом объеме, например в 8-литровый культиватор заливают 7 л питательной среды.

Предварительно готовят посевной материал водорослей.

Культуру трех видов водорослей, хранящуюся на агаровых косяках, смывают классической для каждого вида питательной средой, переносят в колбы Эрленмейера объемом 0,5 л и подращивают в люминостате в течение 2-3 дней до плотности 1 г/л. Интенсивность освещения 12-15 клк, концентрация СОj 1-3 об.%, температура суспензии 38-38,5°С, По мере достижения указанной плотности культуры водоросли центрифугируют при 3000 об/мин, осадок, содержащий клеточную массу, ресуспендируют небольшим количеством предлагаемой для совместного культивирования водорослей питательной среды и доводят до определенного объема, после чего вносят в культиватор в соотношении по сухому веществу 1,3: :1,5:1,2 (примерно, 0,13 г/л спирулины, 0,15 г/л хламидомонады, 0,12 г/л хлореллы). Затем в культив атор под давлением 0,5 атм подают смесь воздуха с СО, поддерживая ее концентрацию в пределах 1-3%, устанавливают температуру 38 СИ; освещенность 30- 35 Вт/м2а АР. При достижении рабочей плотности суспензии водорослей 2,0- 2,5 г/л культивирование проводят в непрерывном режиме с протоком среды, периодически осуществляя слив суспензии и долив питательной среды в соответствии с количеством приросшей биомассы, что позволяет поддерживать плотность на требуемом уровне. Слитая суспензия утилизируется в различных целях. В опытах использовали культуру зеленых водорослей - Chlo- rella Sp-K и Chlamydomonas reinhar- dii-449; и сенезеленые водоросли - Spirulina platensis (Gom)geit.

Испытывали З варианта среды, различающиеся концентрации ингредиентов, включающие предельные и средние значения. Длительность испытаний 15- 45 дней.

Для оценки среды учитывали следующие показатели: продуктивность культуры по приросту биомассы, число клеток (особей) водорослей, количество делящихся клеток (%), общее сое51549994

клеток, соотношение видов, сосл 9 ды дл ро

держание в суммарной биомассе белка, липидов, углеводов.

Результаты приведены в табл. 1.

Из табл. 1 видно, что предлагаемая среда обеспечивает условия для нормального роста и развития всех указанных видов водорослей в единой среде обитания в непрерывном режиме. Общее число клеток (особей) водорослей, количество делящихся клеток, их состояние поддерживаются в пределах нормы. Колебания численности водорослей в разных вариантах среды по сухому веществу (г/л) - для спирули- ны 1,2-1,5, хламидомонады 1,0-1,6, хлореллы - 1,2-1,5) свидетельствуют о возможности варьирования каждого вида водорослей и состава воспроизводимой ими биомассы в пределах указанных величин.

При совместном культивировании спирулины, хламидомонады и хлореллы в соотношениях 1,2:1,6:1,2 (вариант № 2) возможно получать биомассу, состав которой по содержанию белков, липидов, углеводов и минеральных солей наиболее близок к составу пищевы рационов человека, используемых в ограниченных гермообъемах, что позволит увеличить степень утилизации биомассы водорослей в этих условиях.

Из табл. 2 следует, что при рН среды 7,0-7,5 развиваются только зеленые водоросли, а при рН среды 8,5- 9,0 - синезеленые. И только рН среды 7,8-8,3 удовлетворяет условиям для совместного роста всех трех водорослей.

Продуктивность сообщества при раз0 личных рН среды остается стабильной несмотря на изменения соотношения видов в сообществе. Это достигается за счет увеличения доли оставшихся водорослей в составе сообщества.

5 | Сравнительный анализ роста и развития соотношения трех видов водорослей на предлагаемой питательной среде (табл. 1, фиг. 1) и, например, на известной среде Заррука (фиг. 2)

0 показывает, что требуемое стабильное соотношение видов зеленых и синезе- леных водорослей 1,2:1,0:1,2 - 1,5: :1,6:1,5 без снижения суммарной удельной продуктивности культуры возможно получить только на предложенной питательной среде.

5

Формула изобретения Питательная среда для совместного культивирования зеленых и синезеле- ных водорослей, содержащая натрий азотнокислый, натрий двууглекислый, калий фосфорнокислый двузамещенный,

Изобретение относится к микробиологии, в частности к альгологии, а именно к питательным средам для автотрофного культивирования водорослей. Целью изобретения является обеспечение стабильности получения поликультуры зеленых и синезеленых микроводорослей спирулины, хламидомонады и хлореллы в соотношении 1,2:1,0:1,2...1,5:1,6:1,5 по сухому веществу. Питательная среда содержит, г/л: азотнокислый натрий 1,5-3,0

двууглекислый натрий 1,8-2,2

фосфорнокислый двузамещенный калий 0,8-1,6

сернокислый магний 0,3-1,0

хлористый натрий 0,6-1,0

хлористый кальций 0,02-0,06

смесь микроэлементов 1 мл

раствор железа сернокислого сульфата с трилоном Б 1 мл, вода до 1,0 л. По сравнению с известными питательными средами (в том числе средой Заррука) данная питательная среда обеспечивает в поликультуре определенное стабильное соотношение видов зеленых и синезеленых водорослей при сохранении суммарной удельной продуктивности культуры. 2 табл.

40

магний сернокислый, натрий хлористый,

Фактором управления и поддержания 35 кальЧий хлористый, смесь микроэлементов, железо сернокислое с трилоном Б и воду, отличающаяся тем, что, с целью-обеспечения стабильности получения поликультуры зеленых и си- незеленых микроводорослей: спирулины, хламидомонады и хлореллы в соотношении 1,2:1,0:1,2.,.1,5:1,6:1,5 по сухому веществу, питательная среда содержит указанные компоненты в следующих 45 количествах, г/л:

Натрий азотнокислый Натрий двууглекислый Калий фосфорнокислый двузамещенный Магний сернокислый Натрий хлористый Кальций хлористый Смесь микроэлементов Раствор железа сернокислого с трилоном Б Вода

численности видов в сообществе спиру- лина - хламидомонада - хлорелла является рН среды. В результате сравнительного анализа положения экологических ниш рассматриваемых водорослей в экологическом пространстве было установлено,, что одной из точек пересечения является рН среды 8,0. Для хламидомонады он находится в конце диапазона, для хлореллы - в середине, а для спирулины в его начале.

рН предлагаемой среды для культивирования сообщества имеет 7,8-8,3, что укладывается в диапазоне рН, необходимом для совместного роста спирулины, хлореллы и хламидомонады.

В табл. 2 представлены данные по продуктивности и соотношению трех форм водорослей в сообществе при различном рН среды.

50

55

1,5-3,0 1,8-2,2

0,8-1,6

0,3-1,0

0,6-1,0

0,02-0,06

1 мл

1 мл До 1 л

40

35 45

5 кальЧий хлористый, смесь микроэлем тов, железо сернокислое с трилоном и воду, отличающаяся тем, что, с целью-обеспечения стабильн ти получения поликультуры зеленых и с незеленых микроводорослей: спирулины хламидомонады и хлореллы в соотноше нии 1,2:1,0:1,2.,.1,5:1,6:1,5 по су му веществу, питательная среда соде жит указанные компоненты в следующи 5 количествах, г/л:

Натрий азотнокислый Натрий двууглекислый Калий фосфорнокислый двузамещенный Магний сернокислый Натрий хлористый Кальций хлористый Смесь микроэлементов Раствор железа сернокислого с трилоном Б Вода

0

5

1,5-3,0 1,8-2,2

0,8-1,6

0,3-1,0

0,6-1,0

0,02-0,06

1 мл

1 мл До 1 л

Состав, мае. %:

Натрий азотнокислый

(NaN05)0,15 ,

Калий азотнокислый

(KN03)

Натрий двууглекислый (NaHC03)0,18

Калий фосфорнокислый двузамещенный

(K2HP V3HtO)0,08

Калий фосфорнокислый однозамещенный

(КНгРО)

Магний сернокислый

(MgS04-7HtO)0,03

Калий сернокислый

(KZS04)

Натрий хлористый (NaCl) 0,06

Кальций хлористый

(СаС1г)0,002

рН7,8

Характеристика среды Соотношение водорослей спирулина:хламидо- монада: хлорела по сухому веществу: Число клеток, млн/мл:

Спирулина

Хламидомонада

Хлорелла Делящиеся клетки, %

Спирулина

Хламидомонада

Хлорелла

Состав биомассы, % от сухого веса:

Белки

Углеводы

Липиды Суммарная продуктивность, г/л сут1,3-1,5 Продуктивность каждого вида водорослей от общей, %:

Спирулина30

Хламидомонада35

Хлорелла35

0,23

0,20

0,12

0,06

0,08

0,004 8,0

1,3-1,5

35 35 30

0,30

0,22

0,16

0,10

0,10

0,006 8,3

1,2:1,3:1,5 1,2:1,6:1,2 1,5:1,3:1,2

1,3-1,5

35 35 30

Таблица

0,23

0,30

0,20

0,22

0,12

0,16

0,06

0,10

0,10

0,006 8,3

1,3-1,5

1,3-1,5

35 35 30

Таблица 2

Влияния рН питательной среды на соотношение трех видов водорослей в поликультуре

Соотношение 0:1,0-1,2: . 1,2-1,5:2,5-3,0:

спирулина- :1,2-1,5:1,4-1,8: :0,1-0,2:0

хламидомо-;1,2-1,У

нада-хлорел- ла

Продуктивность, г/л-сут1,3-1,51,3-1,51,3-1,5

1,1

Ч

|ч 1.5

|

I I и

,Ц 0.5

I ЯЙ #,

- .о

л-О ° °-О ,в

о-о-о- с

Гх

г

{-

I

;/

5о о ff.b

4W

&%

.

ЧЈ/ 5 10 15 врем, гу/жл 30 Ъ 1&

Ч

фиг.1

- .о

,в

с

Гх

XX

фиг.1