[发明专利]一种利用鱼精蛋白絮凝作用收集微藻的方法

说明书

技术领域

本发明涉及微藻生物技术领域，具体涉及一种利用鱼精蛋白絮凝作用收集微藻的方法，且絮凝后的培养液仍可以多次用于培养微藻细胞，使培养水体得到最大限度的循环利用。

背景技术

微藻是一种单细胞藻类，陆地海洋分布广泛，光合利用度高，生长周期短，对环境有较强适应能力的自养植物。微藻不仅具有丰富的营养价值，而且是十分丰富的高价值化学品及药品的资源，藻细胞中含有难以从其他生物中得到的某些成分，如不饱合脂肪酸、虾青素、β-胡萝卜素以及多种生物活性物质，具有食疗和药用价值。目前利用微藻生产的多不饱和脂肪酸，如γ-亚麻酸、EPA、DHA(脑黄金)，能预防和治疗心血管疾病、癌症，调节中枢神经系统和视觉系统的功能。细胞代谢产生的多糖、蛋白质、色素、以及一些活性物质等，使其在食品、医药、基因工程、液体燃料、饲料、环保、化妆品等领域具有很好的开发前景。

相对于微藻的培养技术的发展，微藻的采收方法却相对落后。由于微藻个体微小(3-30μm)，且在培养液中的浓度很低，决定了其采收难度很大，对于工业规模的微藻养殖，从藻液中采收微藻一直是个瓶颈。有资料表明，微藻采收的成本占其养殖成本的20％-30％。因此，寻求一种高效率、低成本的采收方法是当前亟需解决的问题。

目前微藻采收工艺中预处理和富集分离阶段的各种方法，包括预氧化、化学絮凝、沉降、过滤、离心、泡载和气浮等，但这些方法均有优缺点。已有研究结果表明，经预氧化处理后，细胞分泌胞外产物，有利于絮凝沉降，但药剂过量会引起细胞损伤甚至消亡；化学絮凝可以大大提高分离的效率，但易造成水体污染。由于微藻培养液浓度低、粒度小，传统的沉降、过滤、离心等方法用于微藻的采收都存在效率低、能耗高、成本高、操作繁琐等限制，不利于大规模生产。而气悬浮方法操作简单但絮凝效果不彻底。

从絮凝剂发展趋势可以看出，絮凝剂的品种繁多，从低分子到高分子，从单一型到复合型，总的趋势是向廉价实用、无毒高效的方向发展。无机絮凝剂价格便宜，但对人类健康和生态环境会产生不利影响；有机高分子絮凝剂虽然用量少，絮凝能力强，絮体容易分离，但这类高聚物的残余单体具有“三致”效应(致畸、致癌、致突变)；微生物絮凝剂对环境无污染，使用方便、安全，但成本很高，仅限实验室阶段，因而使其应用范围受到限制；鱼精蛋白作为絮凝剂使用，因不存在二次污染，使用方便，絮凝效果好，应用前景诱人。而且鱼精蛋白作为絮凝剂使用时，不要求纯度很高，可以节省纯化技术，降低生产成本。随着生物技术水平的提高，可以利用遗传工程技术，把具有高效絮凝作用的鱼精蛋白基因转入原核或真核表达系统中，大规模生产基因工程鱼精蛋白，解决鱼精蛋白原料紧缺问题。所以，鱼精蛋白有望作为絮凝剂取代部分传统无机高分子和合成有机高分子絮凝剂。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种简单易行、效果理想、环保、快速絮凝微藻的方法。

本发明的步骤如下：(1)微藻的收集：将鱼精蛋白粗提物加入到微藻中，使微藻培养液中鱼精蛋白的浓度为5-40mg/L，室温下静置，待微藻絮凝后，分离出上层的培养液，收集絮凝的微藻。(2)微藻的再培养：将絮凝后的上层培养液用于重新培养微藻，补充培养液体系所需的营养盐。

本发明所述的鱼精蛋白溶液是将提取的鱼精蛋白粗品溶于水，调pH为5-8左右。

鱼精蛋白的提取方法：将鱼精巢解冻，去除污物和结缔组织，称取100g鱼精巢于组织捣碎机中，加入200mL0.14moL/L NaCl溶液，匀浆1min后，搅拌20min，静置10min，4000r/min离心分离10min，倾出上清液，沉淀再重复操作一次。将沉淀物捣碎，用300mL，7.5％H₂SO₄提取2h，4000r/min离心分离10mm，上清液过滤，滤液用900mL95％乙醇沉淀30min，4800r/min离心分离10min，沉淀物用丙酮洗涤两次，干燥，得到鱼精蛋白粗品。

本发明的优点：利用本方法形成的藻体沉淀成分散游动状态，可以很好的保持活性；絮凝后的上层培养液再培养，生长速度不次于对照组，且重新培养的藻细胞再絮凝同样可以达到良好的效果，在工业生产中节省的大量的成本。

本发明采用的絮凝剂-鱼精蛋白对环境无污染、也不会造成生态环境遭到破坏的问题。

本发明所涉及的鱼精蛋白为提取的粗品，不需要经过分离纯化，节省成本。

本发明絮凝过程中尽可能的避免光照，有利于提高微藻的絮凝效率。