[发明专利]循环培养光合作用微藻的方法

说明书

发明背景

1.发明领域

以下说明书涉及循环培养光合作用微藻的方法。

2.相关领域的描述

目前，世界范围内种植的作物被用作人类的主要食物来源。但是，每英亩产量不太高，太阳能的能量效率极低。相反，在水中能够利用太阳能、二氧化碳和少量无机盐生长的光合作用微藻是有利的，因为它们能在作物不能生长的地方进行培养，每英亩的蛋白质出产量比常规作物高至少20倍，且能提供在微生物、动物和植物中不能产生的各种有用物质和稀有天然物质。具体地讲，由于藻类细胞尺寸较大，能很好地沉淀，因此分离它们并从中提取一些物质是容易的。另外，它们用太阳能作为主要能源，因此可能有效率地利用太阳能。此外，由于它们用二氧化碳作为碳源，具有产生氧气作为副产物的光合作用系统，因此它们能减轻空气污染。

因此，包括小球藻属(Chlorella)、杜氏藻属(Dunaliella)和螺旋藻属(Spirulina)在内的光合作用微藻特别是螺旋藻属的微藻(下文称为“螺旋藻”)已成为研究热门，因为它们比其他的光合作用微藻个头大，容易在碱性污染环境中生长，可应用于食品、药品和其他行业。同时，具有诸如四季分明、季节间气温和日照变化大的气候特征的温带地区(如韩国)，正在发展室内培养技术而不是室外培养技术。

例如，韩国专利公报第2004-0073693号公开了培养螺旋藻的方法，该法包括用木炭控制pH并用该木炭作为碳源；韩国专利公报第2006-0017033号公开了培养基组成，对其氮和碳浓度加以调整以使螺旋藻的生长和产量最大化。另外，韩国专利公报第2002-0083558号公开了高密度培养装置，该装置包括在其顶部上具有盖子的培养容器、在该培养容器中的pH传感器和分配器、该培养容器的带荧光灯的架子、pH控制器、空气泵及CO₂培养罐；韩国专利公报第2004-0019298号公开了用于培养微藻的装置，该装置包括被制成双圆柱型的培养容器，其由内圆柱(水平放置)和外圆柱组成，其中至少外圆柱包括能透射光线的透明材料，气体进口开口于培养容器的底部。但是，如果使用木炭的话，螺旋藻会被吸收到木炭中，生产率因此下降。如果使用新的培养基组成，新培养基的价格提升率高于生产率的提升率，因此新培养基无法商业化。还有，由于螺旋藻属于光合作用细菌，需要用足量的光线对其照射。但是存在一些问题，由于微藻贴附于培养容器的内表面，照射光合作用微藻的光线因此减少，随着时间的推移光合作用效率下降。

发明概述

尽管，应用现有方法可能防止各种微生物的污染，不过光合作用微藻过度贴附于培养容器内表面造成培养效率下降的问题至今尚未得到解决。如果问题得到解决，可能明显提高光合作用微藻的培养效率。但是，没有教导这种解决方案的报道。因此，本发明的目的是提供能够防止光合作用微藻贴附于培养容器内表面从而提高培养效率的新型微藻培养方法。

本发明人试图解决上述问题并完成本发明，且通过确认培养溶液暴露于光线的面积得到最大化和生长的光合作用微藻不会贴附于培养容器内表面而确认了所完成的本发明，此时所述生长的光合作用微藻是用管式光生物反应器培养，该管式光生物反应器还装配有通向常规的圆柱形光生物反应器的培养管和泵。

在一个方面，本发明提供循环培养光合作用微藻的方法，所述方法包括以下步骤：

a)将其中接种有光合作用微藻的培养基注入光生物反应器的第一培养部分，通过照射第一培养部分进行初级培养；

b)将初级培养结束后的培养溶液与加到该培养部分的新鲜培养基混合，然后将混合的培养溶液转移到与第一培养部分连接的第二培养部分；

c)通过照射第二培养部分进行进一步培养；

d)将进一步培养的培养溶液从第二培养部分循环到第一培养部分；和

e)在培养结束后，回收培养溶液，然后过滤并收获光合作用微藻藻体。