富含蠟酯的裸藻屬藻體的生產(chǎn)方法及蠟酯制造方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供富含蠟酯的裸藻屬藻體的生產(chǎn)方法及蠟酯制造方法，所述裸藻屬藻體的生產(chǎn)方法通過利用光合作用以二氧化碳為碳源將微藻類的裸藻屬藻體好氧培養(yǎng)后，在氮饑餓狀態(tài)下進(jìn)一步進(jìn)行培養(yǎng)，從而增加每一個(gè)細(xì)胞的裸藻淀粉蓄積量，然后置于厭氧狀態(tài)下，由此能夠生產(chǎn)富含蠟酯的裸藻屬藻體。本發(fā)明專利技術(shù)涉及富含蠟酯的裸藻屬藻體的生產(chǎn)方法，其包括：第1工序，將微藻類的裸藻屬藻體好氧培養(yǎng)；第2工序，將培養(yǎng)基設(shè)為氮饑餓狀態(tài)后進(jìn)一步進(jìn)行培養(yǎng)；第3工序，將細(xì)胞保持在厭氧狀態(tài)下。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及，所述富含蠟酯的裸藻屬藻體的生產(chǎn)方法能夠以低能量、低成本生產(chǎn)富含成為生物燃料的原料的蠟酯的微藻類的裸藻屬藻體。
技術(shù)介紹
近年來，全球暖化問題日益嚴(yán)重，抑制作為溫室效應(yīng)氣體之一的二氧化碳?xì)怏w的排放量、通過固定二氧化碳而降低大氣中的二氧化碳濃度成為大的課題。這樣的情況下，使用含有被固定的二氧化碳的化石燃料作為能源會(huì)導(dǎo)致將固定的二氧化碳再次釋放到大氣中，而成為環(huán)境問題。另外，由于化石燃料為有限的資源，因此也存在枯竭的問題。為了解決如上述那樣的問題，需要除化石燃料以外的燃料源，對(duì)以高等植物或藻類為原料的生物燃料的開發(fā)的期待升高。作為成為生物燃料原料的候選的高等植物，已知有大豆、玉米、棕櫚等，但在以可食用作物為原料的情況下，有可能導(dǎo)致糧食不足而成為問題。另一方面，利用麻風(fēng)樹、亞麻薺等非食用植物的生產(chǎn)也正在推進(jìn)，但是存在每單位面積的生產(chǎn)量低的問題。另一方面，普遍棲息于湖或沼澤中的光合微生物或原生動(dòng)物具有與植物相同的光合能力，從水與二氧化碳生物合成碳水化合物和脂質(zhì)，在細(xì)胞內(nèi)蓄積幾十質(zhì)量％。已知，與植物相比，其生產(chǎn)量以每單位面積計(jì)，為被認(rèn)為其生產(chǎn)量高的棕櫚的10倍以上。但是，作為一種光合微生物的微藻類的裸藻屬藻體為鞭毛蟲的一組，包括作為有運(yùn)動(dòng)性的藻類有名的 眼蟲藻(日文$ K 'J ^ ) 0大部分的裸藻屬藻體具有葉綠體，進(jìn)行光合作用，而進(jìn)行獨(dú)立營(yíng)養(yǎng)生活，也有的捕食或者吸收營(yíng)養(yǎng)。裸藻屬(Euglena)為分類到動(dòng)物學(xué)與植物學(xué)的雙方的屬。在動(dòng)物學(xué)中，有屬于原生動(dòng)物門(Protozoa)的鞭毛蟲綱(Mastigophorea)、植鞭亞綱(Phytomastigophorea)的目中的眼蟲目(Euglenida),其由三個(gè)亞目、即眼蟲亞目 (Euglenoidina)、Peranemoidina、Petalomonadoidina 組成。在眼蟲亞目中，包括眼蟲屬(Euglena)、殼蟲藻屬(Trachelemonas)、陀螺藻屬 (Strombonas)、扁裸藻屬(Phacus)、鱗孔藻屬(Lepocinelis)、變胞藻屬(Astasia)、柄裸藻屬(Colacium)作為屬。在植物學(xué)中，有裸藻門(Euglenophyta),其下面有裸藻綱 (Euglenophyceae)、裸藻目(Euglenales),作為包括在該目中的屬，除了裸藻屬(Euglena) 以外，與動(dòng)物分類表相同。裸藻屬藻體在細(xì)胞內(nèi)蓄積裸藻淀粉(Paramylon)作為碳水化合物。裸藻淀粉為約 700個(gè)葡萄糖通過β-1，3-鍵聚合的高分子體粒子。裸藻屬藻體如果被置于厭氧狀態(tài)，則分解儲(chǔ)備多糖、即裸藻淀粉而進(jìn)行以由脂肪酸和脂肪醇形成的蠟酯為最終產(chǎn)物的蠟酯發(fā)酵。在非專利文獻(xiàn)I中記載了，將裸藻屬藻體在光照射下培養(yǎng)后，在置換成無氮源的培養(yǎng)基的實(shí)驗(yàn)區(qū)，每I個(gè)細(xì)胞的裸藻淀粉蓄積量增加，但在置換成添加了氮源的培養(yǎng)基的實(shí)驗(yàn)區(qū)，每I個(gè)細(xì)胞的裸藻淀粉含量降低。在專利文獻(xiàn)I中記載了，通過將裸藻屬藻體好氧培養(yǎng)后置于厭氧條件下，從而使儲(chǔ)備多糖裸藻淀粉發(fā)酵并轉(zhuǎn)換成蠟酯。在專利文獻(xiàn)2中記載了如下方法通過將微藻類的裸藻屬藻體好氧培養(yǎng)，添加不飽和脂肪酸后，置于厭氧條件下，從而使儲(chǔ)備多糖裸藻淀粉發(fā)酵并轉(zhuǎn)換成蠟酯，由此生產(chǎn)不飽和蠟酯，該不飽和蠟酯成為用作優(yōu)質(zhì)潤(rùn)滑油的抹香鯨油的代替原料。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特公平3-65948號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本特公平5-27384號(hào)公報(bào)非專利文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)1:Sumida et al. , Ammoni a-and Linght-1nduced Degradationof Paramylum in Euglena gracilis. Plant Cell Physiol.28 (8).P1587-1592 (1987)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
專利技術(shù)所要解決的課題 但是，在非專利文獻(xiàn)I中，僅對(duì)裸藻淀粉的分解控制有記載，并未暗示與蠟酯發(fā)酵的組合。另外，在專利文獻(xiàn)I中，作為好氧培養(yǎng)的方法，僅公開了添加葡萄糖等有機(jī)物作為碳源、或者在通常的光合條件下進(jìn)行培養(yǎng)等通常的方法。在生物燃料的制造中，使用葡萄糖等碳源的培養(yǎng)法并不劃算，與二氧化碳的固定也無關(guān)。此外，專利文獻(xiàn)2中所公開的技術(shù)的目的在于，以高收量得到不飽和蠟酯，但作為生物燃料的原料，飽和蠟酯更為理想。本專利技術(shù)的目的在于解決上述各問題，提供，所述富含蠟酯的裸藻屬藻體的生產(chǎn)方法通過利用光合作用以二氧化碳為碳源將微藻類的裸藻屬藻體好氧培養(yǎng)后，在氮饑餓狀態(tài)下進(jìn)一步進(jìn)行培養(yǎng)，從而增加每一個(gè)細(xì)胞的裸藻淀粉蓄積量，然后置于厭氧狀態(tài)下，由此能夠生產(chǎn)富含蠟酯的裸藻屬藻體。用于解決課題的手段上述課題是根據(jù)本專利技術(shù)的富含蠟酯的裸藻屬藻體的生產(chǎn)方法，通過包括如下工序來解決的 第I工序，將微藻類的裸藻屬藻體好氧培養(yǎng)；第2工序，使培養(yǎng)有所述微藻類的裸藻屬藻體的培養(yǎng)基為氮饑餓狀態(tài)后進(jìn)一步進(jìn)行培養(yǎng);第3工序，將細(xì)胞保持在厭氧狀態(tài)下。如此，通過實(shí)施好氧培養(yǎng)一在氮饑餓狀態(tài)下進(jìn)一步進(jìn)行培養(yǎng)一將細(xì)胞保持在厭氧狀態(tài)下這樣的一系列工序，能夠有效生產(chǎn)蠟酯的含量高的裸藻屬藻體。S卩，通過工序2的氮饑餓狀態(tài)下的培養(yǎng)，能夠使裸藻屬藻體充分蓄積碳水化合物。因此，在工序3中，通過將在工序2中培養(yǎng)的細(xì)胞置于厭氧狀態(tài)，使在工序2中充分蓄積的碳水化合物轉(zhuǎn)換為蠟酯，因此結(jié)果是在工序3中的蠟酯蓄積量飛躍性增加。換言之，通過組合這些工序I —工序2 —工序3，產(chǎn)生蠟酯的蓄積量飛躍性增加這樣的有益效果。另外，在氮饑餓狀態(tài)下培養(yǎng)的裸藻屬藻體的細(xì)胞即使在剛剛厭氧處理后也呈現(xiàn)與培養(yǎng)時(shí)同樣的綠色，幾乎沒有死亡細(xì)胞，細(xì)胞的大小也與厭氧處理前沒有變化。S卩，當(dāng)在不含氮源的培養(yǎng)基中進(jìn)行厭氧處理時(shí)，還產(chǎn)生與含有氮源的培養(yǎng)基的情況相比裸藻屬藻體的細(xì)胞的生存率大幅改善這樣的有益效果。另外，此時(shí)，所述氮饑餓狀態(tài)如果通過將上述培養(yǎng)基置換成氮源缺乏培養(yǎng)基來創(chuàng)建，則能夠有效創(chuàng)建氮饑餓狀態(tài)，因此優(yōu)選。如此，通過實(shí)施好氧培養(yǎng)一置換成氮源缺乏培養(yǎng)基進(jìn)一步進(jìn)行培養(yǎng)一將細(xì)胞保持在厭氧狀態(tài)下這樣的一系列工序，能夠有效生產(chǎn)蠟酯的含量高的裸藻屬藻體。具體地說，優(yōu)選地在所述第I工序中，在將所述微藻類的裸藻屬藻體用不含氮源的培養(yǎng)基開始好氧培養(yǎng)的同時(shí)，適宜地調(diào)節(jié)流加量而加入氮源，進(jìn)行持續(xù)且好氧的培養(yǎng)，當(dāng)細(xì)胞濃度達(dá)到一定水平時(shí)停止氮源的流加，在所述第2工序中，置于氮饑餓狀態(tài)下進(jìn)一步進(jìn)行培養(yǎng)。進(jìn)而，具體地說，在所述第I工序中，通過通入二氧化碳?xì)怏w，而賦予混有二氧化碳源的氧氣源，所述二氧化碳?xì)怏w更優(yōu)選為從發(fā)電廠排放的二氧化碳?xì)怏w。通過這樣構(gòu)成，可以將培養(yǎng)過程確定而進(jìn)行工業(yè)化，而 能夠進(jìn)行大量生產(chǎn)。進(jìn)而，能夠有效利用作為排放氣體可得到的二氧化碳?xì)怏w，因此成為在成本方面上有利、且在環(huán)境方面也非常有用的技術(shù)。另外，就工序2的氮饑餓狀態(tài)而言，由于在工序I中停止氮源的流加，因此產(chǎn)生裸藻屬藻體同化全部氮源的結(jié)果。此外，優(yōu)選在所述第3工序中，利用從通入不活潑氣體、靜置處理、借助離心分離的濃縮中選擇的至少一種方法，進(jìn)行厭氧處理。可以選擇其中一種方法，也可以組合多種方法。另外，上述課題是根據(jù)本專利技術(shù)的蠟酯制造方法，通過使用富含蠟酯的裸藻屬藻體， 該裸藻屬藻體利用方案I至方案5中任一項(xiàng)所述的富含蠟酯的裸藻屬藻體的生產(chǎn)方法來生產(chǎn)，并實(shí)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】2010.07.20 JP 2010-1633701.一種富含蠟酯的裸藻屬藻體的生產(chǎn)方法，其包括第I工序?qū)⑽⒃孱惖穆阍鍖僭弩w好氧培養(yǎng)；第2工序?qū)⑴囵B(yǎng)有所述微藻類的裸藻屬藻體的培養(yǎng)基設(shè)為氮饑餓狀態(tài)后進(jìn)一步進(jìn)行培養(yǎng)；以及第3工序?qū)⒓?xì)胞保持在厭氧狀態(tài)下。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富含蠟酯的裸藻屬藻體的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述氮饑餓狀態(tài)通過將所述培養(yǎng)基置換成氮源缺乏培養(yǎng)基來創(chuàng)建。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富含蠟酯的裸藻屬藻體的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述第I工序中，在將所述微藻類的裸藻屬藻體用不含氮源的培養(yǎng)基開始好氧培養(yǎng)的同時(shí)，適宜地調(diào)節(jié)流加量而加入氮源，進(jìn)行持續(xù)且好氧的培養(yǎng)，當(dāng)細(xì)胞濃度達(dá)到一定水平時(shí)停止氮源的流加，所述第2工序中，置于氮饑餓狀態(tài)下進(jìn)一步進(jìn)行培養(yǎng)。4.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求3所述的富含蠟酯的裸藻屬藻體的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述第I工序中，通過通入二氧化碳?xì)怏w，而賦予混有二氧化碳源的氧氣源。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的富含蠟酯的裸藻屬藻體的生產(chǎn)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：嵐田亮，莎拉巴妮·米特拉，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：優(yōu)瑞納股份有限公司，
類型：
國(guó)別省市：