一種調(diào)控螺旋藻營(yíng)養(yǎng)元素積累的方法與流程

文檔序號(hào)：11144901閱讀：412來源：國(guó)知局

導(dǎo)航： X技術(shù)> 最新專利>有機(jī)化合物處理,合成應(yīng)用技術(shù)

本發(fā)明涉及生物細(xì)胞定向培養(yǎng)及提取技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種調(diào)控螺旋藻營(yíng)養(yǎng)元素積累的方法。

背景技術(shù)：

近些年來，營(yíng)養(yǎng)元素的補(bǔ)充越來越受到人們的關(guān)注。根據(jù)第三次全國(guó)營(yíng)養(yǎng)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，國(guó)人的鈣攝入量?jī)H有20％-50％，兒童的缺鋅率高達(dá)60％，中國(guó)缺鐵性貧血率平均為20％左右，大約2/3的地區(qū)缺硒。解決這些營(yíng)養(yǎng)元素缺乏的傳統(tǒng)方法，重者通過藥物治療，輕者通過膳食補(bǔ)充，而食物補(bǔ)充通常難以達(dá)到人體所需，藥物多為無機(jī)成分補(bǔ)充，如氯化鈣，硫酸鋅等，人體往往吸收利用率低。針對(duì)這一現(xiàn)狀，利用螺旋藻細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)元素吸收與富集的特性，將其作為載體，促進(jìn)其營(yíng)養(yǎng)元素積累，在細(xì)胞內(nèi)將無機(jī)離子有機(jī)化，提高人體的吸收率和利用率，達(dá)到為人體補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)元素的目的。

目前，提高藻類營(yíng)養(yǎng)元素的方法主要是通過增加外源培養(yǎng)液中離子濃度來達(dá)到元素積累的目的。然而，國(guó)內(nèi)外諸多企業(yè)在養(yǎng)殖開發(fā)螺旋藻，在其養(yǎng)殖過程中，涉及到地域、季節(jié)、日溫差等的變化對(duì)藻類生長(zhǎng)與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累的影響非常大，卻未見生長(zhǎng)環(huán)境對(duì)螺旋藻營(yíng)養(yǎng)元素積累的報(bào)道。發(fā)明人經(jīng)過多年研究，結(jié)果表明環(huán)境因子(溫度，環(huán)境，pH等)不僅影響螺旋藻的生長(zhǎng)，而且影響其生理代謝，物質(zhì)合成等功能，也對(duì)其礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)積累具有深刻的影響。有效調(diào)控營(yíng)養(yǎng)元素在螺旋藻細(xì)胞積累對(duì)于營(yíng)養(yǎng)元素有機(jī)化，人體營(yíng)養(yǎng)元素的補(bǔ)充，拓寬螺旋藻應(yīng)用范圍具有重大意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種提高螺旋藻營(yíng)養(yǎng)元素(鈣、鐵、鋅、硒)含量的方法。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明調(diào)控螺旋藻營(yíng)養(yǎng)元素積累的方法，包括以下步驟：

1)將螺旋藻接種到培養(yǎng)基中，于溫度20-40℃，光照4-12klx，pH值8.5-10.5的條件下培養(yǎng)3天；

2)將步驟1)中的螺旋藻繼續(xù)在溫度15-35℃，光照2-20klx，pH值8.5-11.0的條件下培養(yǎng)，分別通過向培養(yǎng)基中外源添加鈣、鐵、鋅、硒元素，培養(yǎng)3-7天，獲得高營(yíng)養(yǎng)元素的螺旋藻。

前述的方法，步驟2)具體如下：將步驟1)中的螺旋藻繼續(xù)培養(yǎng)，調(diào)節(jié)溫度到15-25℃，光照控制在11-20klx，pH控制在8.5-9.0，向培養(yǎng)基中添加外源CaCO₃至終濃度0.4-0.8g/L，培養(yǎng)時(shí)間為3-7天，獲得富含鈣的螺旋藻。優(yōu)選地，將步驟1)中的螺旋藻繼續(xù)培養(yǎng)，溫度調(diào)節(jié)到20℃，光照控制在12klx，pH控制在8.5，向培養(yǎng)基中添加外源CaCO₃至終濃度0.6g/L，培養(yǎng)7天，獲得富含鈣的螺旋藻。

前述的方法，步驟2)具體如下：將步驟1)中的螺旋藻繼續(xù)培養(yǎng)，溫度調(diào)節(jié)到25-35℃，光照控制在2-6klx，pH控制在10-11.0，向培養(yǎng)基中添加外源FeSO₄·7H₂O至終濃度30-60mg/L，培養(yǎng)3-7天，獲得富含鐵的螺旋藻。優(yōu)選地，將步驟1)中的螺旋藻繼續(xù)培養(yǎng)，溫度調(diào)節(jié)到30℃，光照控制在4klx，pH控制在10.5，向培養(yǎng)基中添加外源鐵FeSO4·7H₂O至終濃度40mg/L，培養(yǎng)3天，獲得富含鐵的螺旋藻。

前述的方法，步驟2)具體如下：將步驟1)中的螺旋藻繼續(xù)培養(yǎng)，溫度調(diào)節(jié)到25-35℃，光照控制在6-11klx，pH控制在8.5-9.5，向培養(yǎng)基中添加外源ZnSO₄·7H₂O至終濃度30-70mg/L，培養(yǎng)時(shí)間為3-7天，獲得富含鋅的螺旋藻。優(yōu)選地，將步驟1)中的螺旋藻繼續(xù)培養(yǎng)，溫度調(diào)節(jié)到30℃，光照控制在8klx，pH控制在8.5，向培養(yǎng)基中添加外源鋅ZnSO₄·7H₂O至終濃度40mg/L，培養(yǎng)3天，獲得富含鋅的螺旋藻。

前述的方法，步驟2)具體如下：將步驟1)中的螺旋藻繼續(xù)培養(yǎng)，溫度調(diào)節(jié)到28-35℃，光照控制在11klx以上，pH控制在9.0-10.0，向培養(yǎng)基中添加外源硒Na₂SeO₃至終濃度80-120mg/L，培養(yǎng)時(shí)間為3-7天，獲得富含硒的螺旋藻。優(yōu)選地，將步驟1)中的螺旋藻繼續(xù)培養(yǎng)，溫度調(diào)節(jié)到30℃，光照控制在12klx，pH控制在9.5，向培養(yǎng)基中添加外源硒Na₂SeO₃至終濃度100mg/L，培養(yǎng)5天，獲得富含硒的螺旋藻。

優(yōu)選地，步驟1)具體如下：將螺旋藻接種到培養(yǎng)基中，在30℃，12klx，pH值9.5的條件下培養(yǎng)3天。

在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式中，調(diào)控螺旋藻營(yíng)養(yǎng)元素積累的方法具體如下：

1)將螺旋藻接種到培養(yǎng)基中，在30℃，12klx，pH值9.5的條件下培養(yǎng)3天；

2)將步驟1)中的螺旋藻繼續(xù)培養(yǎng)，溫度調(diào)節(jié)到20℃，光照控制在12klx，pH控制在8.5，向培養(yǎng)基中添加外源CaCO₃至終濃度0.6g/L，培養(yǎng)7天，獲得富含鈣的螺旋藻，鈣有機(jī)化程度達(dá)到84.17％；或者，

將步驟1)中的螺旋藻繼續(xù)培養(yǎng)，溫度調(diào)節(jié)到30℃，光照控制在4klx，pH控制在10.5，向培養(yǎng)基中添加外源鐵FeSO4·7H₂O至終濃度40mg/L，培養(yǎng)3天，獲得富含鐵的螺旋藻，鐵有機(jī)化程度達(dá)到89.98％；或者，

將步驟1)中的螺旋藻繼續(xù)培養(yǎng)，溫度調(diào)節(jié)到30℃，光照控制在8klx，pH控制在8.5，向培養(yǎng)基中添加外源鋅ZnSO₄·7H₂O至終濃度40mg/L，培養(yǎng)3天，獲得富含鋅的螺旋藻，鋅有機(jī)化程度達(dá)到58.28％；或者，

將步驟1)中的螺旋藻繼續(xù)培養(yǎng)，溫度調(diào)節(jié)到30℃，光照控制在12klx，pH控制在9.5，向培養(yǎng)基中添加外源硒Na₂SeO₃至終濃度100mg/L，培養(yǎng)5天，獲得富含硒的螺旋藻，硒有機(jī)化程度達(dá)到70.54％。

前述的方法，步驟1)和2)中所述培養(yǎng)基為Zarrouk氏培養(yǎng)基(表1和表2)。

表1 Zarrouk培養(yǎng)液組成成分

表2 Zarrouk微量元素溶液組成成分

前述的方法，步驟1)中接種螺旋藻后，藻液的OD₅₆₀值為0.3。

前述方法中，用質(zhì)量濃度為0.1mol/L的磷酸調(diào)節(jié)pH值，所述螺旋藻為鈍頂螺旋藻。

本發(fā)明向藻液中外源添加的營(yíng)養(yǎng)元素相對(duì)于螺旋藻是過量的，主要目的是提高營(yíng)養(yǎng)元素的有機(jī)化程度，其生長(zhǎng)率會(huì)有所下降，但不影響其生長(zhǎng)。

本發(fā)明還提供由上述方法制備的富含營(yíng)養(yǎng)元素鈣、鐵、鋅、硒的螺旋藻。

本發(fā)明進(jìn)一步提供上述方法在調(diào)控螺旋藻營(yíng)養(yǎng)元素積累中的應(yīng)用。

本發(fā)明通過研究環(huán)境因子(溫度、光照、pH值)與螺旋藻吸收積累鈣、鐵、鋅和硒元素及其生長(zhǎng)的關(guān)系，優(yōu)化螺旋藻營(yíng)養(yǎng)元素吸收積累的環(huán)境條件，進(jìn)而達(dá)到螺旋藻細(xì)胞一定生長(zhǎng)量的前提下，使?fàn)I養(yǎng)元素積累量達(dá)到最大。即通過環(huán)境條件的調(diào)控和外液離子濃度的調(diào)控的雙軌制，實(shí)現(xiàn)螺旋藻細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)元素的定向積累。這在實(shí)際生產(chǎn)中具有重要價(jià)值。即以利用不同地域，季節(jié)環(huán)境條件的變化和光熱組合養(yǎng)殖螺旋藻來實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)元素的定向積累為目標(biāo)，指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐，生產(chǎn)出不同營(yíng)養(yǎng)元素含量高及其有機(jī)化程度高的藻粉，使螺旋藻產(chǎn)品多元化，不僅極大提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，而且克服目前營(yíng)養(yǎng)元素補(bǔ)充的缺陷，推動(dòng)我國(guó)螺旋藻產(chǎn)業(yè)和健康產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

本發(fā)明提供的方法大幅度地增加了螺旋藻中鈣鐵鋅硒四種營(yíng)養(yǎng)元素的含量，并且使?fàn)I養(yǎng)元素與細(xì)胞內(nèi)有機(jī)質(zhì)結(jié)合，降低對(duì)胃腸道刺激性，提高人體吸收利用率。利用本方法培養(yǎng)的螺旋藻細(xì)胞的鈣鐵鋅的含量比傳統(tǒng)養(yǎng)殖方法分別提高了97％，175％和87％；鈣鐵鋅硒的有機(jī)化程度依次為：84.17％，89.98％，58.28％和70.54％。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。若未特別指明，實(shí)施例中所用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段，所用原料均為市售商品。

實(shí)施例1