Способ культивирования микроводорослей Советский патент 1991 года по МПК A01G33/00 A01H13/00 C12N1/12 

V

U

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано для производства биомассы микроводорослей. Целью изобретения является увеличение выхода биомассы и улучшение ее качества. Способ заключается в том, что при культивировании микроводорослей на питательной среде, приготовленной на основе сточных вод животноводческих комплексов, после инокули- рования среды осуществляют выращивание в суспензионной культуре в накопительном режиме в условиях перемешивания и освещения до максимального прироста биомассы. Процесс культивирования проводят в две стадии. На лервой стадии культивирование осуществляют до достижения рН в суспензионной культуре 9,4-9,6 и последующего культивирования в теиение ч при данном з аче- ии рН, посгэ чего отстаивают суспензию для формиоования колло- идно-бактермэгьчого осадке ЬО) удагчкл образовавшийся осадок и проводят вторую стадию культ.-вирования до максимального прироста биом - ы. Способ позьоляет увеличить выход Скомассы на 40-50% и значительно улучшить ее качество по сп внению с известным способом. 1 табл. сл С

Изобретение относится к управляемому биосинтезу и может быть использовано для производстра биомассы микроводооослей.

Цель изобретения - увеличение выхода биомассы и улучшение ее качества.

Способ заключается в том, что при культивировании микроводорослей осуществляют приготовление питательной среды на основе сточных вод животноводческих комплексов, в которую вносят микроводоросли, затем культивируют их в суспензионной культуре в накопительном режиме в условиях перемешивания и освещения до максимального прироста биомассы. Процесс культивирования проводят в две стадии. На первой стадии культивирование осуществляют до достижения рН в суспензионной

кулвтуре 9,4-9,6 и последующего культивирования в течение 12-24 ч при данном нии рН, после чего отстаивают суспензионную культуру для формирования коллоидно-бактериального осадка (КБО), удаляют образовавшийся осадок и проводят вторую стадию культивирования до максимального прироста биомассы.

П р и м е р 1. ( по известному способу). В круглый аквариум высотой 20 см с питательной средой, приготовленной на основе сточных вод животноводческих комплексов ь объеме 2 л, содержащей, мг/л. органические вещества по химическому потреблению кислорода (ХПК) 200 мг Oz/л, общий азот 223,0 мг/л, общий фосфор 43.0 мг/л, гидрокарбонат-ионов 1718,2 мг/л,

hO

00 NJ

ионов кальция 178,0 мг/л, рН 8,2, вносят сине-зеленую микроводоросль Synechocystls salina Wisl B-141 из расчета 25,0 млн кл/мл с биомассой 0,30 г/л а.с.в. Культивирование проводят при круглосуточном освещении в 9-10 тыс. лк с постоянным перемешиванием на магнитной мешалке при 26-28°С. На 5-е сутки культура выходит на плато с численностью клеток 233 млн кл/мл и биомассой 2,98 г/л а.с.в.

П р и м е р 2. Условия те же, что и в примере 1, но при достижении рН культуры 9,4 перемешивание прекращают, отстаивают коллоидно-бактериальный осадок втече- ние 15 мин и удаляют его сифониров-энием. Время отстаивания рассчитывают по формуле t h/0,2, где . - время полного оседания коллоидно-бактериальных частиц, с; h - высота емкости с суспензией водорослей, см; 0,2 - экспериментально установленная средняя скорость оседания коллоидно- бактериальных частиц, мм/с. Далее культивирование водорослей продолжают в том же режиме. На 5-е сутки их численность составляет 256 млн кл/мл с биомассой 3,28 г/л а.с.в.

П р и м е р 3. Условия те же, что в примере 2, но отделение коллоидно-бактериального осадка проводят спустя 12 ч после достижения культуры рН 9,4. На 5-е сутки культивирования численность клеток достигает 302 млн кл/мл с биомассой 3,86 г/л а.с.в.

П р и м е р 4. Условия те же, что в примере 2, но отделение коллоидно-бактериального осадка проводят спустя 24 ч после достижения культуры рН 9,4, т.е. в момент прекращения образования осадка, и культивирование продолжают. На 5-е сутки численность клеток достигает 328 млн кл/мл с биомассой 4,19 г/л а.с.в.

Пример 5. Условия те же, что в примере 2, но отделение осадка проводят спустя 48 ч после достижения культуры рН 9,4. На 5-е сучки культивирования численность клеток водорослей составляет 286 млн кл/мл с биомассой 3,66 г/л а.с.в

П р и м е р 6. Условия те же, что в примере 1, однако, для культивирования используют зеленую водоросль Chlorella vu- Igarls beyjer A-1 с инокулятом 0,3 г/л а.с.в. На 5-е сутки биомасса водорослей достигает 1,81 г/л а.с,в.

Пример. Условия те же, что в примере 6, но образовавшийся коллоидно- бактериальный осадок отделяют спустя 12ч после достижения культуры рН 9.6. На 5-е сутки биомасса водорослей достигает 2,21 г/ла.св.

П р и м е р 8. Условия те же, что в примере 6, но образовавшийся коллоидно- бактериальный осадок отделяют спустя 24 ч после достижения культуры рН 9,6. На

5-е сутки биомасса водорослей достигает 2,49 г/п а.с.в.

П р и м е р 9. Условия те же, что и в примере 6, но образовавшийся коллоидно- бактериальный осадок отделяют спустя 48

0 ч после достижения культуры рН 9,6. На 5-е сутки биомасса водорослей достигает 1,92 г/л а.с.в.

Сравнительные данные роста водорослей по дням согласно условиям, приведен5 ных в примерах 1-9, отражены в таблице.

Таким образом отделение и удаление коллоидно-бактериального осадка на первой стадии культивирования обеспечивает значительное ускорение прироста био0 массы водорослей на второй стадии культивирования. Так, при выращивании сине-зеленой водоросли Synechocystis salfna без отделения КБО на первой стадии, ее биомасса за5сутсоставляет2,98 г/л а.с.в., тогда

5 как при полном отделении образовавшегося ссадка (пример 4) биомасса данной водоросли на 5-е сутки достигает 4,19 г/л а.с.в., т.е. выход биомассы увеличивается на 40,6%. Использование данного приема при

0 культивировании Chlorella vulgaris (пример 8} позволяет увеличить ее урожайность на 37,6% по сравнению с известным способом культивирования. Кроме того, удаление коллоидно-бактериального осадка приво5 дит к улучшению качества биомассы. Если при культивировании Synechocystis salina и Chlorella vulgaris не осуществлять отделения и удаления коллоидно-бактериального осадка, в конечном продукте содержание

0 сырого белка составляет 39,2-37,8%, при отделении КБО на первом этапе культивирования содержание белка увеличивается до 54,Р и 48,2% соответственно.

Пример10(в полупроизводственных

5 условиях). Микроводоросли выращивают в двух культиваторах лоткового v,.na (площадью 4,2 м) с циркуляционным перемешиванием на питатеячной среде из экстракта утиного помета, содержащей, мг/л: органи0 ческие вещества по ХПК 1500 мг Ог/л; общий азот 369,0 мг/л; общий фосфор 68,4 мг/л; гидрокарбонат-ИОНОР 2650,0 мг/л; ионов кальция 267,4 мг/л, рН 7,8, которую инокулируют сине-зеленой водорослью

5 3ynechocystis salina из расчета 0,3 г/л а.с.в. В первом культиваторе зодоросли выращивают без отделения коллоидно-бактериального осадка. Культура достигает стационарной фазы на 4-6-е сугки с содержанием биомассы на 5-е сутки 2,43 г/л а.с.в.

Во втором культиваторе, спустя 24 ч после достижения культуральной жидкости рН 9,4 (конец вторых суток), перемешивание прекращают, коллоидно-бактериальный осадок отделяют и удаляют и далее культивирование водорослей продолжают до выхода культуры на плато. На 5-е сутки биомасса достигает 3,91 г/л а.с.в.

Таким образом, в результате отделения на первой стадии культивирования коллоидно-бактериального осадка удается увеличить биомассу водорослей на 60,9%. Кроме того, достигается значительное улучшение качества полученного продукта. При культивировании 4Synechocystis sallna без отделения КБО (известный способ) содержание сырого белка в суммарном продукте составляет 38,0%, зольность 32,0%, тогда как при отделении КБО в готовом продукте на долю сырого белка приходится 53,8%, зольность при этом снижается до 8,3%.

Формула изобретения Способ культивирования микроводорослей, предусматривающий приготовление питательной среды на основе сточных вод

животноводческих комплексов, инокулиро- вание микроводорослями с последующим их культивированием в суспензионной культуре в накопительном режиме в условиях перемешивания и освещения до максима л ьного прироста биомассы, отличающий- с я тем, что, с целью увеличения выхода биомассы и улучшения ее качества, культивирование проводят в две стадии, при этом на первой стадии культивирование

осуществляют до достижения рН в суспензионной культуре 9,4-9,6 и последующего культивирования в течение 12-24 ч при данном значении рН, после чего отстаивают суспензионную культуру для формирования

коллоидально-бактериального осадка, удаляют образовавшийся осадок и проводят вторую стадию культивирования.