一種微藻富集方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種微藻富集方法，特別是使用殼寡糖或水溶性低分子量殼聚糖作為絮凝劑對藻類進行富集采收。
【背景技術】
[0002]海洋和江河湖泊中數量龐大的微藻是重要的生態類群，參與地球的碳、氧循環，同時一些種類富含大量的蛋白質、不飽和脂肪酸以及礦物質而具有極高的營養價值，被廣泛用于水產養殖、人類功能食品以及未來生物能源的開發。微藻個體大小從幾微米到幾十微米之間,通過吸收水體中的無機鹽而大量繁殖，因此其大規模培養工藝簡單,成本低廉，但其采收一直是制約微藻產業化的瓶頸。有資料表明，微藻采收的成本占其養殖成本的20%?30%。尋求一種高效、安全無毒的采收方法越來越受到人們的關注。
[0003]物理方法如電場絮凝、超聲波等以及化學方法如A13+，Fe3+，Ca2+，Mg2+等游離陽離子被廣泛用于微藻采收的預處理，但是受場地和設備限制，或是對微藻本身毒性的影響，人們開始把目光轉向高分子聚合物，其吸附架橋、吸附電中和和網捕沉淀作用，顯見的促沉降效果受到人們的青睞。申請號為201010205681.7的中國專利公開了一種利用含酸性基團的多糖收獲微藻的方法，利用帶有可解離酸性基團(包括羧基、磷酸基或硫酸基等)的多糖(包括纖維素、海藻酸鹽、細菌纖維素、淀粉、殼聚糖、甲殼素等)為絮凝劑，將適當用量的多糖聚電解質溶液添加到微藻懸浮液中，再調節懸浮液PH值，使微藻絮凝沉降，然后靜止分層、脫水、干燥，得微藻固體。然而由于多糖是高分子化合物，分子量通常在幾十萬至上百萬，且分子結構緊密，不能溶于水，因此在使用中用量大，且存在與藻類分離困難的問題，限制了其在微藻生產的大規模應用。

【發明內容】

[0004]本發明針對現有技術不足，將水溶性、高活性的殼聚糖降解衍生物用于微藻的絮凝富集，大大提聞了微操的富集效果。
[0005]本發明技術方案具體如下:
一種微藻富集方法，使用絮凝劑絮凝微藻后進行采收，所述絮凝劑為殼寡糖或水溶性低分子量殼聚糖。上述殼寡糖優選800-1000Da，所述水溶性低分子量殼聚糖優選為4000-5000Da。
[0006]上述微藻富集方法中絮凝劑的用量優選控制殼寡糖在溶液中的終濃度為30-50mg/L,富集前微藻的密度大于I X 15個/ml。
[0007]上述微藻富集方法優選在pH值大于7的堿性條件下絮凝微藻進行采收。
[0008]上述微藻富集方法，絮凝劑還可以包括聚合氯化鋁。優選殼寡糖或水溶性低分子量殼聚糖與聚合氯化招的質量比為5-8:1。。
[0009]上述微藻富集方法可廣泛用于各種藻類的富集采收，優選綠色巴夫藻或小球藻。
[0010]上述微藻富集方法，所述微藻可以為干制的藻類也可以為活體藻類，由于本發明所述的殼寡糖和水溶性低分子量殼聚糖對藻類不但具有很好的富集作用，還能夠很好的保持藻類的活性，特別適用于活體藻類的采收。
[0011]采用絮凝方法富集水體中的微藻已越來越受到人們的重視。常用的絮凝劑包括各種鐵鹽、鋁鹽、高嶺土以及各種粘土礦物質等，但是，這些方法均用于水質凈化，沒有考慮對藻類存活、葉綠素及營養物質含量的影響，以及后續的使用效果。
[0012]殼寡糖(chitooligosaccharide, COS)又稱低聚葡萄糖胺,低聚氨基葡萄糖等,學名β -1,4-寡糖-葡萄糖胺，是功能性低聚糖的一種，是殼聚糖降解后的產物，聚合度一般在2?10之間，是目前自然界中僅知的唯一的堿性寡糖，具有獨特的生物活性，如抗菌抑菌；極強的吸濕保濕性；抑制腫瘤細胞(聚合度為6?8時活性最高);誘發植物的誘導抗病性等，使其在食品、醫藥、化妝品和農業等方面有廣闊的發展前景。本發明的研究結果表明，殼聚糖的降解產物殼寡糖或水溶性低分子量殼聚糖安全無毒，與傳統無機鹽類相比，不會對藻類本身及后續的產業帶來影響，因此被認為是環境友好、安全健康的微藻絮凝劑。殼聚糖及其降解產物來源廣泛、生產加工及基團結構改性方便，不需要與絮凝微藻二次分離，尤其是水溶性降解產物，還具有增強動物機體的免疫功能。因此，作為微藻采收的預處理劑，具有潛在的而又及其廣闊的應用前景。
[0013]研究發現，低分子量的殼聚糖的生物活性較殼聚糖強。目前開發的水溶性低分子量的殼聚糖及其衍生物主要有羧甲基殼聚糖、殼寡糖、水溶性殼聚糖等，低分子量殼聚糖乙酰基取代度為52.71%，具有殼聚糖自身的特點，化學性質又得到優化。水溶性、螯合性顯著增強。
【附圖說明】
[0014]圖1為殼寡糖對綠色巴夫藻和小球藻絮凝富集的作用。
[0015]圖2為水溶性低分子量殼聚糖對綠色巴夫藻和小球藻絮凝富集的作用。
[0016]圖3為溶液pH值對殼寡糖對綠色巴夫藻和小球藻絮凝富集的影響。
[0017]圖4為溶液pH值對水溶性低分子量殼聚糖對綠色巴夫藻和小球藻絮凝富集的影響。
[0018]圖5為不同濃度的聚合氯化鋁對綠色巴夫藻和小球藻絮凝富集的作用。
[0019]圖6為殼寡糖/聚合氯化鋁混合劑對綠色巴夫藻和小球藻絮凝富集的作用。
【具體實施方式】
[0020]以下通過實施例說明本發明的具體步驟，但不受實施例限制。
[0021]在本發明中所使用的術語，除非另有說明，一般具有本領域普通技術人員通常理解的含義。
[0022]下面結合具體實施例并參照數據進一步詳細描述本發明。應理解，這些實施例只是為了舉例說明本發明，而非以任何方式限制本發明的范圍。
[0023]實施例1殼寡糖和水溶性低分子量殼聚糖的制備
參照文獻《系列水溶性殼聚糖衍生物的抑菌性能研究》(楊宇民，馬振祥，尹繼成，溫李楠，陳冠燦.中國公共衛生2005年9月第21卷第9期)公開的方法制備。
[0024]殼寡糖的制備:殼聚糖脫乙酰度90.5%,購自南通興成生化有限公司。準確稱取20g殼聚糖放入IL三頸瓶中，加入400ml2%的雙氧水溶液，40_50°C下攪拌反應2h。停止反應后，布氏漏斗上抽濾。濾液在旋轉蒸發儀上減壓蒸餾，濃縮到一定程度后，加入3倍體積的95%乙醇，析出白色沉淀，過濾。將沉淀以盡可能少的水溶解，再加入3倍體積的95%乙醇，過濾。操作重復3次，將沉淀用紅外線快速干燥器烘干，真空干燥器中干燥保存。
[0025]水溶性低分子量殼聚糖的制備:將1g殼聚糖、60ml20%磷酸放入三頸瓶中，控制溫度80-90°C，攪拌，反應2h后，加入乙醇50ml,攪拌回流2h,過濾。用無水乙醇洗滌濾餅3次，烘干，得白色粉末樣品，溶于水。
[0026]實施例2微藻的培養
綠色巴夫藻(Pavlovaviridis Tseng, Chen et Zhang)和小球藻(Chloreiia spp.)取自江蘇省海洋水產研究所。培養基配方和培養方法參照《生物餌料培養》(陳明耀，北京，中國農業出版社.1995,33-71)公開的方法培養。
[0027]實施例3不同濃度的殼寡糖和水溶性低分子量殼聚糖對綠色巴夫藻和小球藻絮凝富集的影響
控制綠色巴夫藻和小球藻培養液中殼寡糖和