一株高产蛋白质的蛋白核小球藻及其培养方法和应用技术

本发明专利技术公开了一株高产蛋白质的蛋白核小球藻Chlorellapyrenoidosa RLXCh3，在中国典型培养物保藏中心进行保藏，保藏编号为CCTCC NO:M 2022648。还公开了其培养方法：1)藻种活化：将藻株RLXCh3接种到培养基上，23

【技术实现步骤摘要】
一株高产蛋白质的蛋白核小球藻及其培养方法和应用


[0001]本专利技术涉及藻类
，具体涉及一株高产蛋白质的蛋白核小球藻及其培养方法和应用。

技术介绍

[0002]人类在21世纪面临的关键挑战之一是用有限的自然资源养活不断增长的人口。据估计，当前全球约有九分之一的人营养不良，其中最重要的因素是缺乏适当的热量和蛋白质摄入，也被称为蛋白质
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能量营养不良。到2050年，世界人口预计将突破97亿，届时对全球蛋白质供给更是提出了严峻挑战，但是当前尚没有任何粮食解决方案可用于满足预期增加的蛋白质需求。我国优质蛋白源，如鱼类、畜禽等的蛋白饲料资源缺口巨大，长期依赖国外进口。以饲用大豆为例，我国每年需进口大豆1亿吨，对外依存度高达85.5％。我国面临着居民优质蛋白质摄入不足及优质蛋白源饲料供需矛盾紧张的两难境地。
[0003]蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)是一种单细胞真核微藻，含有丰富的蛋白质、维生素、矿物质、食物纤维、核酸及叶绿素等，具有营养价值高、保健成分突出等特点，是一种高蛋白、低糖、低脂肪、低热值、维生素和微量元素全面的绿色营养源食品，且具有免疫调节、抗氧化、降血糖和降血脂等医疗保健功效，被联合国世界卫生组织称为“人类二十一世纪最佳基因食品”，也于2012年被我国卫健委批准为“新资源食品”，可应用于食品、医药、保健等领域。高蛋白质含量是将蛋白核小球藻视为非传统蛋白质来源的主要原因之一。与其他植物不同的是，蛋白核小球藻含有人体或动物体内无法合成的必需氨基酸，其氨基酸(赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苏氨酸、缬氨酸、组氨酸和异亮氨酸)含量与鸡蛋或大豆中的氨基酸含量相当，是优质完全蛋白质的替代来源，可以满足发展中国家营养不良人口的需要。据《2013版中国居民膳食营养素参考摄入量》推荐，18
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50岁的成年男性蛋白质摄入量为65g，成年女性蛋白质摄入量为55g，因此，每日食用80.88～95.59g 小球藻粉即能满足人体对蛋白质的需求。然而，虽目前蛋白核小球藻藻种丰富，但其蛋白含量参差不齐，筛选高蛋白含量的藻种将为全球粮食安全提供潜在的解决方案，能够以更有效和可持续的方式满足全球对优质蛋白质的需求。
[0004]目前，全球每年小球藻产能约为5000吨，而随着小球藻在食品、动物饲料等领域深度利用，小球藻配料市场的年复合增长率将达到25.4％，预计2022年小球藻的市场份额将超 7亿美元以上。需求旺盛而供给不足是当前制约小球藻市场进一步发展的关键因素。小球藻既能够通过光合作用进行光能自养，也能够像其他工业微生物一样，利用外源营养异养生长，这样的生长特性决定了其可以在开放或封闭的培养系统中以光自养、异养或混合营养化的方式生长。由于光能自养生产小球藻存在生产成本高、培养时间长、培养密度低等劣势，商业化小球藻生产主要采用异养或混合培养(光自养
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异养串联培养)模式。异养培养作为一种更为经济、高效的工业化生产模式，是降低小球藻生产成本、提升产能的有效途径。优化适用于本藻种的异养发酵方式将是提高小球藻产能、解决小球藻市场供需矛盾的最佳途径之一。
[0005]中国专利申请201910065782.X公开了一株小球藻Chlorella sorokinianaTX及其高密度快速培养方法，该小球藻Chlorella sorokinianaTX蛋白含量高达到68.9％，可以进行混养生长，可以为水产养殖提供天然优质饵料。中国专利申请201611255690.0也公开了一株高产蛋白的小球藻(Chlorella sorokiniana)BL
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ch1，其蛋白含量高，而且对总氮、总磷、氨氮的降解率高。但是这两个专利申请中的小球藻均是Chlorella sorokiniana
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即索罗金小球藻，索罗金小球藻在环境中普遍存在，容易分离得到，但是蛋白核小球藻在环境中稀有，难以分离得到；并且索罗金小球藻难以应用于遗传转化中，其遗传转化非常困难。目前，小球藻中只有蛋白核小球藻被批准为新资源食品，在《关于批准蛋白核小球藻等4种新资源食品的公告2012年第19号》公开了：根据《中华人民共和国食品安全法》和《新资源食品管理办法》有关规定，现批准蛋白核小球藻、乌药叶、辣木叶为新资源食品，变更新资源食品蔗糖聚酯的食用量，公布梨果仙人掌(Opuntia ficus
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indica(Linn.)Mill，米邦塔品种) 为普通食品。索罗金小球藻并不属于被批准作为新资源食品的小球藻。

技术实现思路

[0006]本专利技术的专利技术人从多份土壤样品中分离到5株小球藻，并从中鉴定到一株高蛋白含量的蛋白核小球藻。基于此，本专利技术保护如下技术方案：
[0007]一株高产蛋白质的蛋白核小球藻Chlorella pyrenoidosa RLXCh3，在中国典型培养物保藏中心进行保藏，保藏编号为CCTCC NO:M 2022648。
[0008]上述的蛋白核小球藻的培养方法，包括如下步骤：
[0009]1)藻种活化：将藻株RLXCh3接种到培养基上，23
‑
27℃、14
‑
18h光照/6
‑
10h黑暗条件下培养至单藻落长出；
[0010]2)种子液培养：将活化藻株接种到液体培养基中于25
‑
30℃培养，得到种子发酵液；
[0011]3)液体发酵：将步骤2)得到的种子发酵液按体积百分比6
‑
14％添加到发酵培养基中于25
‑
29℃发酵培养。
[0012]优选地，所述的培养方法，包括如下步骤：
[0013]1)藻种活化：将藻株RLXCh3接种到BG11固体培养基上，24
‑
26℃、15
‑
17h光照 /7
‑
9h黑暗条件下倒置培养至单藻落长出；所述BG11固体培养基配方为：葡萄糖18
‑
22 g/L、硝酸钠1.3
‑
1.7g/L、K2HPO4·
3H2O 0.03
‑
0.05g/L、MgSO4·
7H2O 0.065
‑
0.085g/L、 CaCl2·
2H2O 0.026
‑
0.046g/L、柠檬酸0.005
‑
0.007g/L、柠檬酸铁铵0.005
‑
0.007g/L、EDTA 0.0005
‑
0.0015g/L、碳酸钠0.015
‑
0.025g/L、A5+Co母液0.8
‑
1.2mL/L、琼脂粉13
‑
17g/L、 pH 6.0
‑
6.5；所述A5+Co母液含有如下组分：硼酸0.0027
‑
0.0029g/L、MnCl2·
H2O 0.0017
‑
0.0019g/L、ZnSO4·...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一株高产蛋白质的蛋白核小球藻Chlorella pyrenoidosa RLXCh3，在中国典型培养物保藏中心进行保藏，保藏编号为CCTCC NO:M 2022648。2.权利要求1所述的蛋白核小球藻的培养方法，其特征在于，包括如下步骤：1)藻种活化：将藻株RLXCh3接种到培养基上，23
‑
27℃、14
‑
18h光照/6
‑
10h黑暗条件下培养至单藻落长出；2)种子液培养：将活化藻株接种到液体培养基中于25
‑
30℃培养，得到种子发酵液；3)液体发酵：将步骤2)得到的种子发酵液按体积百分比6
‑
14％添加到发酵培养基中于25
‑
29℃发酵培养。3.根据权利要求2所述的培养方法，其特征在于，包括如下步骤：1)藻种活化：将藻株RLXCh3接种到BG11固体培养基上，24
‑
26℃、15
‑
17h光照/7
‑
9h黑暗条件下倒置培养至单藻落长出；所述BG11固体培养基配方为：葡萄糖18
‑
22g/L、硝酸钠1.3
‑
1.7g/L、K2HPO4·
3H2O 0.03
‑
0.05g/L、MgSO4·
7H2O 0.065
‑
0.085g/L、CaCl2·
2H2O 0.026
‑
0.046g/L、柠檬酸0.005
‑
0.007g/L、柠檬酸铁铵0.005
‑
0.007g/L、EDTA0.0005
‑
0.0015g/L、碳酸钠0.015
‑
0.025g/L、A5+Co母液0.8
‑
1.2mL/L、琼脂粉13
‑
17g/L、pH 6.0
‑
6.5；所述A5+Co母液含有如下组分：硼酸0.0027
‑
0.0029g/L、MnCl2·
H2O 0.0017
‑
0.0019g/L、ZnSO4·
7H2O 0.00021
‑
0.00023g/L、CuSO4·
5H2O 0.00007
‑
0.00009g/L、Na2MoO4·
2H2O 0.0003
‑
0.0005g/L、Co(NO3)2·
6H2O 0.00004
‑
0.00006g/L；2)种子液培养：将活化藻株单克隆接种到含18
‑
22g/L葡萄糖的BG11液体培养基中于28
‑
30℃震荡培养6
‑
9天，得到种子发酵液；3)液体发酵：将步骤2)得到的种子发酵液按体积百分比7
‑
13％或8
‑
12％添加到发酵培养基中于27
‑
28℃、通氧量>60％、搅拌条件下发酵培养6
‑
9天；所述发酵培养基配方为：1000倍的A5培养基母液0.8
‑
1.2mL、葡萄糖18
‑
22g/L、尿素1.26
‑
1.28g/L、KH2PO41.0
‑
1.4g/L、MgSO
4 1.0
‑
1.4g/L、柠檬酸钠0.15
‑
0.25g/L、pH 6.0
‑
6.5，所述1000倍的A5培养基母液中含有：MgSO4·
7H2O 14
‑
18g/L、EDTA
·
Na
2 2.0
‑
2.2g/L、CaCl2·...

【专利技术属性】
技术研发人员：任茂智，罗秀媚，程浩，伍文宪，苏浩天，方琳，
申请(专利权)人：成都天府星际农业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：