Питательная среда для совместного культивирования зеленых и синезеленых водорослей

 

Изобретение относится к микробиологии, в частности к альгологии, а именно к питательным средам для автотрофного культивирования водорослей. Целью изобретения является обеспечение стабильности получения поликультуры зеленых и синезеленых микроводорослей спирулины, хламидомонады и хлореллы в соотношении 1,2:1,0:1,2...1,5:1,6:1,5 по сухому веществу. Питательная среда содержит, г/л: азотнокислый натрий 1,5-3,0

двууглекислый натрий 1,8-2,2

фосфорнокислый двузамещенный калий 0,8-1,6

сернокислый магний 0,3-1,0

хлористый натрий 0,6-1,0

хлористый кальций 0,02-0,06

смесь микроэлементов 1 мл

раствор железа сернокислого сульфата с трилоном Б 1 мл, вода до 1,0 л. По сравнению с известными питательными средами (в том числе средой Заррука) данная питательная среда обеспечивает в поликультуре определенное стабильное соотношение видов зеленых и синезеленых водорослей при сохранении суммарной удельной продуктивности культуры. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ. СССР (21) 4300698/30-13 (22) 24.08.87 (46) 15.03.90. Бюл. 9 ..10 (71) Институт медико-биологических проблем (72) А.А. Антонян, Г.И. Мелешко, Е, I. Нефедова, О.Г. Ливанская и Н.И. Сухова (53) 636.085.639.64(088.8) (56) Белянин В .Н., Болсуновский А.Я °

Регулирование видового состава двухкомпонентного сообщества водорослей в эксперименте. Материалы IX Всесоюз. ра6.совещания по вопр. круговорота веществ в замкнутых системах на основе жизнедеятельности низших организмов, Киев: Наукова думка, с. 12.

Richmond А. et al. Effect of Bicarbonate and Carbon Dioxide on the

Competition between Chlorella vulgaris and spirulina platensis.-Plant

and Cell Physiology, 1982, 23(8), 1411-1417.

Масюк Н.П. и др. Влияние бикарбонатов на рост Chlamydomonas pluristigma в сточной воде Калитянского свиноводческого комплекса Киевской области. Культивирование и применение микроводорослей в народном хозяйстве. Ташкент: ФАН, 1977, с. 12, Zarrouk С, Contribution а 1 etude d une Cyanophyc ее. Influence de

divers facteurs physiques et chimiques sur la croissance et la photosynthese de Spirulina maxina (Stech

et Сагйпег) Geitler. — These Doct,Sc.

82 Appl Paris, 1966.

„„SU„„1 549994 А 1 (51) 5 С 12 N 1/12, А 01 G 33/00// (С 12 N 1/12, С 12 R 1:89) 2 (54) ПИТАТЕЛЬНАЯ СРЕДА ДЛЯ СОВМЕСТНОГО КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ЗЕЛЕНЫХ И СИНЕЗЕЛЕНЫХ ВОДОРОСЛЕЙ (57) Изобретение относится к микробиологии, в частности к альгологии, а именно к питательным средам для автотрофного культивирования водорослей. Целью изобретения является обеспечение стабильности получения поликультуры зеленых и синезеленых микроводорослей: спирулины, хламидо" монады и хлореллы — в соотношении

1,2:1,0:1,2-1,5...1,6:1,5 по сухому веществу. Питательная среда содер.жит, г/л: азотнокислый натрий 1,53,0; двууглекислый натрий 1,8-2,2; g фосфорнокислый двузамещенный калий

0,8-1,6; сернокислый магний 0,3-1,0; хлористый натрий 0,6-1,0; хлориетый кальций 0,02-0,06; смесь микроэлементов 1 мл; раствор железа сернокислого с трилоном Б 1 мл, вода до 1, 0 л.

По сравнению с известными питательными средами в том числе средой

Заррука) данная питательная среда обеспечивает в поликультуре определенное стабильное соотношение видов зеленых и синезеленых водорослей при сохранении суммарной удельной продуктивности культуры. 2 табл. «Ь

1549994

Из обре те ние относится к био т ехнологии, в частности к альгологии, а именно к питательным средам для автотрофного культивирования водорослей, и может быть использовано в системах жизнеобеспечения человека, в герметично ограниченных объемах, основанных на биологическом круговороте веществ, для регенерации атмосферы и воды и частично пищи с помощью автотрофных организмов, а также в микробиологической промышленности для полу. чения нетрадиционного ;ормового и пи- . .щевого сырья. 15

Целью изобретения является обеспечение стабильности получения поликультуры зеленых и синезеленых микроводорослей: спирулины, хламидомонады

:и хлореллы — в соотношении 1,2:1,0: . 20 ,:1,2 — 1,5:1,6:1,5 по сухому веществу.

На фиг. 1 представлена динамика роста и развития соотношения трех форм водорослей при совместном их культивировании в непрерывном режиме 25 . на предложенной среде; на фиг. 2 — динамика роСта и развития соотношения трех форм водорослей при совместном их культивировании в непрерывном режиме на среде Заррука. 30

Питательная среда содержит, г/л. . натрий аэ отнокислый 1, 5-3, О, натрий двууглекислый 1; 8-2, 2, калий фосфорнокислый двузамещенный 0,8-1,6; магний сернокислый 0,3-1,0; натрий хлористый 0,6-1,0; кальций хлористый

0,02-0,06; смесь. микроэлементов 1 мл; раствор железа сернокислого с трилоном Б 1 мл.

Раствор железа cepHOKHcJIoro с 4р трилоном Б и смесь микроэлементов готовят отдельно.

Приготовление раствора железа." в

134 мп роствора ЫаОН (1н,) добавляют

30,2 г трилона В 2,49 r FeSO 7Н О, смесь доводят до объема 1 л, после чего продувают воздухом в течение

7-10 ч.

Приготовление смеси микроэлементов: навески (г) нижеприведенных ингреди- 5р ентов последовательно растворяют в

1.л дистиллированной воды: Н ВО

2,8 ZnSO< 7Н О 0,22; CuSO< 5H

0,02; МпС1 4H@0 1,81; NH4MoO 3 О, 117;

Co(NO>) 6Н20 0,044; NH NO> 0,023, Предлагаемую среду используют следующим образом.

В культиватор, предназначенный для выращивания водорослей, вносят питательную среду в требуемом объеме, например в 8-литровый культиватор заливают 7 л питательной среда.

Предварительно готовят посевной материал водорослей, Культуру .трех видов водорослей, хранящуюся.на агаровых косяках, смывают классической для каждого нида питательной средой, переносят в колбы Эрленмейера объемом 0,5 л и подращивают в люминостате в течение

2-3 дней до плотности 1 г/л. Интенсивность освещения 12-15 клк, концентрация COZ 1-3 об., температура суспенэии 38-38,5 С, По мере достижения указанной плотности культуры водоросли центрифугируют при 3000 об/мин, осадок, содержащий клеточную массу, ресуспендируют небольшим количеством предлагаемой для совместного культивирования водорослей питательной среды и доводят до определенного объема, после чего вносят в культиватор в соотношении по сухому веществу 1,3:

:1, 5: 1, 2 (примерно, О, 13 г/л спирулины, 0,15 г/л хламидомонады, 0,12 г/л хлореллы). Затем в культиватор под давлением 0 5 атм подают смесь воздуха с СО, поддерживая ее концентрацию в пределах 1-3, устанавливают температуру 38 С+1; освещенность 3035 Вт/м ФАР. При достижении рабочей плотности суспензии водорослей 2,02,5 г/л культивирование проводят в непрерывном режиме с протоком среды, периодически осуществляя слив суспензии и долив питательной среды в соответствии с количеством приросшей биомассы, что позволяет поддерживать плотность на требуемом уровне ° Слитая суспензия утилизируется в раз-. личных целях. В опытах использовали культуру зеленых водорослей — Chlorella Sp-K u Chlamydomonas reinhardii-449; и сенеэеленые водоросли—

Spirulina platensis (Gom)geit.

Испытывали 3 варианта среды, различающиеся концентрации ингредиентов, включающие предельные и средние значения. Длительность испытаний 1545 дней, Для оценки среды учитывали следующие показатели: продуктивность культуры по приросту биомассы, число клеток (особей) водорослей, количество делящихся клеток (), общее сосФак тором управления и поддержания 35 численности видов в сообществе спирулина — хламидомонада — хлорелла является рН среды. В результате сравнительного анализа положения экологических ниш рассматриваемых водорос- 40

/ лей в экологическом пространстве было установлено,, что одной иэ точек пересечения является рН среды 8, О.

Дпя хламидомонады он находится в конце диапазона, для хлореллы — в сере- 45 дине, а для спирулины в его начале. рН предлагаемой среды для культивирования сообщества имеет 7,8-8, 3, что укладывается в диапазоне рН, не- 50 обходимом для совместного роста спирулины, хлореллы и хламидомонады.

В табл. 2 представлены данные по продуктивности и соотношению трех форм водорослей в сообществе при различном рН среды.

5 15499 тояние клеток, соотношение видов, содержание в суммарной биомассе белка, липидов, углеводов.

Результаты приведены в табл. 1, 5

Из табл. 1 видно, что предлагаемая среда обеспечивает условия для нормального роста и развития всех указанных видов водорослей в единой среде обитания в непрерывном режиме.

Общее число клеток (особей) водорослей, количество делящихся клеток, их состояние поддерживаются в пределах нормы. Колебания численности водорослей в разных вариантах среды по 15 сухому веществу (г/л) — для спирулины 1,2-1,5, хламидомонады 1,0-1,6, хлореллы — 1,2-1,5) свидетельствуют о возможности варьирования каждого вида водорослей и состава воспроиз- 20 водимой ими биомассы в пределах указанных величин.

При совместном культивировании спирулины, хламидомонады и хлореллы в соотношениях 1,2:1,6 .1,2 (вариант . 25

У 2) возможно получать биомассу, состав которой по содержанию белков, липидов, углеводов и минеральных солей наиболее близок к составу пищевых рационов человека, используемых в 30 ограниченных гермообъемах, что позволит увеличить степень утилизации биомассы водорослей в этих условиях.

94 б

Из табл. 2 следует, что при рН среды 7,0-7,5 развиваются только seленые водоросли, а при рН среды 8,59,0 — синезеленые. И только рН среды 7,8-8,3 удовлетворяет условиям для совместного роста всех трех водорослей.

Продуктивность сообщества при различных рН среды остается стабильной несмотря на изменения соотношения видов в сообществе. Это достигается эа счет увеличения доли оставшихся водорослей в составе сообщества.

Сравнительный анализ роста и pasвития соотношения трех видов водорослей на предлагаемой питательной среде (табл. 1, фиг, 1) и, например, на известной среде Заррука (фиг. 2) показывает, что требуемое стабильное соотношение видов зеленых и синезеленых водорослей 1,2:1,0:1,2 — 1,5:

:1,6:1,5 беэ снижения суммарной удельной продуктивности культуры возможно получить только на предложенной питательной среде.

1 мл

До 1 л

Формула изобретения

Питательная среда для совместного культивирования зеленых и синезеленых водорослей, содержащая натрий азотнокислый, натрий двууглекислый, калий фосфорнокислый двузамещенный, магний аернокислый, натрий хлористый, кальций хлористый, смесь микроэлементов, железо сернокислое с трилоном Б иводу,отличающаяся тем,что,с цельюобеспечения стабильности получения поликультуры зеленых и синезеленых микроводорослей: спирулины, хламидомонады и хлореллы в соотношении 1,2:1,0:1,2...1,5:1,6:1,5 по сухому веществу, питательная среда содержит указанные компоненты в следующих количествах, г/л:

Натрий азотнокислый 1,5-3,0

Натрий двууглекислый 1, 8-2, 2

Калий фосфорнокислый двузамещенный О, 8-1, 6

Магний сернокислый О, 3-1, О

Натрий хлористый 0,6-1,0

Кальций хлористый О, 02-0, 06

Смесь микроэлементов I мл

Раствор железа сернокислого с трилоном Б

Вода

1549994

Таблица l

Показатели

Пример

) 2

0,15

0,30

0,23

О 18

0,20

0,22

0,08

0,12

0,16

0,03

0,10

0,06

0,06

0,08

0,10

О, 002

7,8

О, 004

8,0

0,006

8,3

),2;1,3:),5

1,2:1,6:1,2

1 5:1,3:1,2

2,5-3,0

9,0-10,0

8, 0-.9, О

3,0-3,5

10-12

6,0-8,0

3,5-4, О

9, 0-10, О

7,0-9,0

5-6

6-8

9-10

6-8,1

7-9

8-10

9-10

6-7

7-9

4) О

30,0

22,0

38,0

35,0

20,0

43,0

28,0

22,0

),3-1,5

1„3-1,5

1,3-1,5

Состав, мас. :

Натрий азотнокислый (NANO )

Калий азотнокислый (К 10 з)

Натрий двууглекис лый (НаНСОз)

Калий фосфорнокислый двузамещенный (К,НРО, ЗН,О)

Калий фосфорнокислый однозамещенный (KH POg)

Магний сернокислый (MgSOg 7H O)

Калий сернокислый (К 1Я04)

Натрий хлористый (НаС1)

Кальций хлористьй (СаС1 ) рН

Характеристика среды

Соотношение водорос" лей спирулина:хламидомонада: хлорела по сухому веществу:

Число клеток, млн/мл:

Спирулина

Хламидомонада

Хлорелла

Делящиеся клетки, Спирулина

Хламидомонада

Хлорелла

Состав биомассы, от сухого веса:

Белки

Углеводы

Липиды

Суммарная продуктивность, г/л сут

Продуктивность каждого вида водорослей от общей, :

Спирулина

Хламидомонада

Хлорелла

1549994

Показатели рН

7,8-8, 3 8, 5-9, 0

7,0-7,5

Соотношение

0:1,0-1,2;, :1,2-1 5

1,21 5:

:1,4-1,8:

:1,2-1,5«

2,5-3,0:

:0,1-0,2:0 спирулинахламидомонада-хлорелла

Продук тивнос ть, г/л сут

1,3-1 5

l 3-1,5

l,3-1,5

О 4

О О О р О 4 4« ° О

Т а блица 2

Влияния рН питательной среды на соотношение трех видов водорослей в поликультуре

1549994

Ъ

Ф ,(/ г

С съ u/а

aauzedogog юу naxhg

Составитель P. Андреева

Редактор Л. Веселовская Техред M.дидык Корректор М, Кучерявая

Заказ 248 Тираж 494 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

I о (О ( о ( в ( а ( а

r ! Г

//

У

/.

/ 1! ф

1 !

l !

<3 0 0

j I ! f мф о (/

)i

st!

Я