Способ культивирования микроводорослей

 

Изобретение относится к культивированию микроводорослей в качестве добавки в корм птицам, рыбам и пр. с/х животным. Целью изобретения является упрощение способа. Способ заключается в том. что при культивировании микроводорослей в качестве питательной среды используют отход рыбоводного производства в виде воды из рециркуляционной системы. Упрощение способа осуществляется за счет исключения трудоемких процессов приготовления питательных сред из отходов производства (разделение , нейтрализация, разбавление и пр.). При этом способ обеспечивает выход биомассы , сопоставимый с выходами биомассы микроводорослей, культивируемых на минеральных питательных средах. 3 табл.

.С : СОВГ Н ..ЛХ, I,„. Л;1 И Г Г И I F С. V. Л Х

РI г,У Г; I ËÊ

I II С 12 N 1/12

ГОСУ Г PI T BF >П(> II КО,1/IT ЕТ

ПО И ЗОоРЕ ТF НИ <Ч И С l КРI.IÒÈЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

«

1 г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4677510/13 (22) 20.02.89 (46) 07.01.92. Бюл N. 1 (71) Институт гидробиологии АН УССР (72) В.Д.Романенко. Л А.Сиренко. В.Н.Козицкая и Ю.Г Крот (53) 636.085:639 64 (088 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Мг 1034663, кл. А 01 G 31/00. 1982.

Музафаров А.М. Васигов Т.В. Культивирование и применение микроводорослей в народном хозяйстве Ташкент: ФАН, 1977. с. 95-97. (54) СПОСОБ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРОВОДОРОСЛЕЙ

Изобретение относится к способам культивирования микроводорослей. используемых в качестве добавок в корма животных, птиц, в сельском хозяйстве и в рыбоводстве для получения дополнительного количества белково-витаминных продуктов и живых кормов.

Известна питательная среда для культивирования микроводорослей содержащая калий кислый фосфорнокислый магний сернокиСлый. аммоний углекислый натрий л 10ристый и бурый сок — отход переработки люцерны на корм, использование которой повышает скорость роста и выход биомассы микроводорослей.

Недостаткогл известного решения являе1ся необходимость применения специальных питательных сред которые готовятся из химических компонентов. имеющих высокую стоимость Кроме того. не являясь химически чистыми соединения ли. они вносят в

„„5U ÄÄ 1703682 А1 (57) Изобретение относится к культивированию микроводорослей в качестве добав> и в корм птицам. рыбам и пр. с/х животным.

Целью изобретения является упрощение способа. Способ заключается в том. что при культивировании микроводорослей в качестае питательной среды используют отход рыбоводного производства в виде воды из рециркуляционной системы. Упрощение способа осуществляется эа счет исключения трудоемких процессов приготовления питательных сред из отходов производства (разделение. нейтрализация, разбавление и пр.).

При этом способ обеспечивает выход биомассы. сопоставимый с выходами биомассы микроводорослей, культивируемых на минеральных питательных средах. 3 табл. питательную среду чужеродные элементы.

Поскольку указанные компоненты питательной среды аккумулируются клетками и накапливаются в пределах. превышаюГцих предельно допустимые концентрации (ПДК) для пищевого и кормового использования биомассы. возникает необходимость

«х отделения от клеток путем сепарации. а также последующей отмывки. Кроме того. наряду с набором минеральных соединений. известная питательная среда содержит,)кстракт люцерны. Добавление последне о в среду вызывает усиленный рост бактериофлоры. что приводит к загрязнению биомассы водорослей за счет дополнительного обсеменения бактериями и грибами. т е. ухудшает ее качество как возможного i.ормового продукта.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является способ выращивания микроводорослей на сточных

1703682 в одах с сельскохозяйственного производства (птицефабрик, животноводческих комплексов).

Недостатками способа является необходимость предварительной обработки этих вод и неудовлетворительное качество целевого продукта. требующего дополнительной комплексной обработки.

Многие стоки сельскохозяйственных комплексов в связи с содержанием токсических соединений метаболической и рироды являются экстремальными для микроводорослей и тормозят их рост. В частности, сточные воды свиноводческих комплексов не могут непосредственно использоваться для культивирования микроводорослей, а требуют дополнительного разведения (в

10 — 100 раз), осветления и другой обработки, т,е. имеют зловонный запах, значительное бактериологическое загрязнение, высокую концентрацию солей, аммиака.

Сточные воды ферм крупного рогатого скота в ряде случаев лишены отдельных указанных недостатков (например, не содержат столь высокого количества солей — натрия хлористого). но требуют дополнительного внесения отдельных биогенных элементов (фосфора).

Получаемая на укаэанных отходах биомасса водорослей во многих случаях имеет неудовлетворительное качество из-эа бактериального загрязнения, запахов, Для предотвращения указанных отрицательных последствий при использовании натуральной биомассы микроводорослей, выращенных на сточных водах, ее необходимо подвергать комплексной обработке.

Цель изобретения — упрощение способа.

Способ заключается в том, что воду из рециркуляционной системы рыбоводного производства подают в фотореактор, засевают микроводорослями и культивируют при освещении 10000 лк и температуре 30—

35 ода рециркуляционной системы (в.р.c,), содержащая продукты жизнедеятельности гидробионтов, представляет собой речную воду, используемую длительное время в замкнутой системе для выращивания рыбы.

Состав воды из рециркуляционной системы и ее гидрохимические показатели при температурном режиме 23-28 С и рН 6,5-7,5 следующие.

Кон центра ция веществ в воде ры боводных емкостей, мг/л: Ог 10-15; NH4 4-6; NOz

0,3 — 0,5 ИОз 100-120; Fepg 0-0,1; Са 4970; Mg 24 — 32; С! 40 — 60; РО4 — 4,0-8,5, Количество органических загрязнений, выделяемых 1 т рыбы, кг/сут: NH4

1 — 4; БПК (биологическая потребность в кислороде в течение 5 сут) 3-13.

Вода рыбоводных комплексов, используемая для культивирования водорослей, не требует дополнительной обработки, не стимулирует дополнительный рост микроорганизмов, не свойственных гидробионтам, в том числе и микроводорослям. Рост микроводорослей на рыбоводных стоках происходит за счет утилизации азота (аммонийного) и нитратов, фосфора, углерода и других элементов, попадающих в рециркуляционную воду из продуктов жизнедеятельности растущих в ней водных организмов, В воде рециркуляционной системы в результате накопления метаболитов рыбы, при высоком содержании растворенного органического вещества по ХПК, БПК.. не повышается из-за их высокого бактерицидного эффекта. Поэтому ХПК колеблется в пределах 90-150 мг/л и выше при низких величинах БПК. В большом количестве в воде содержатся углеводы, аминокислоты и другие вещества, легко усваиваемые клетками водорослей, Например, содержание аминокислот достигало 1 — 2 мг/л, а учитывая миксотрофность используемых водорослей растворенные в воде вещества являются дополнительным источником биогенных: ïåментов.

Продукты жизнедеятельности рыбы об ладают, с одной стороны, ростостимулирую щей активностью, с другой стороны благодаря присущему водорослям миксотр физму при наличии растворенных органиче ских веществ рост водорослей усиливается i

4-6 раз.

Вода из рециркуляционной системы. ко торая является отходом рыбоводного про изводства, по сравнению со стокам сельскохозяйственного производств не об ладает неприятным запахом, интенсивно окраской и практически не содержит патс генной микрофлоры. Это дает возмож ность получать биомассу значительн лучшего качества, которую можно испол эовать сразу в качестве живого корма дл гидробионтов.

Объект культивирования — два штамм хлореллы (Chlorella vulgaris Beji — прирос ный штамм и Chlorella vulgaris Beji — штам

ЛАРГ-З), сценедесмус и анкистродесму (Scenedesmus obliquus, AnKistrodesmu

fu si formi s).

Укаэанные виды организмов относятс к зеленым водорослям.

Использовались также синезеленые ei доросли — микроцистис и спирулин (Microcystis aeruginosa, Spirulina plateusis

1703682

Пример 1. Обьект выращивания— зеленая водоросль Сапогella vulgar. (штамм

ЛАРГ-3). В контрольном варианте культуру водоросли хлореллы выращивали на классической минеральной питательной среде Тамия следующего состава. г/л: мочевина 3,0.

MgS04 2,5; КН2Р04 1.25; FeS04 7Н20 0,003;

ЭДТА 0,037, а также микроэлементы 1 мл, Раствор микроэлементов, г/л: НзВОз

2.860; MnClz 4Н20 1.81; ZnS04 7Н20 0,222; а также МоОз 176.4 мг/10 л, МН4ЧОз

229,6 мг/10 л.

В опытном варианте в качестве питательной среды использовалась вода из рециркуляционной системы для выращивания рыбы.

Культивирование хлореллы проводили в плоскостеннол1 фотореакторе при температуре 30-35 С и освещенности 8-10 тыс. лк при постоянной продувке через суспензию водорослей газовоздушной смесью, содержащей до 3 СО . Длительность эксперимента 5-7 сут.

После заполнения соответствующих камер фотореактора минеральной питательной средой (контроль) и водой из рециркуляционной системы в обе камеры (опытную и контрольную) инокулировали маточную культуру микроводоросли хлорелла и отбирали исходные образцы для контроля. Контролировались следующие параметры: численность клеток, биомасса. и физиологическое состояние культуры. Учет численности микроводорослей проводили с помощью камеры Горяева под микроскопом. Биомассу (а.с.в.) определяли стандартным весовым методом. 0 физиологическом состоянии культуры судили по соотношению живых и мертвых клеток, определяемому с помощью люминесцентной микроскопии.

Как свидетельствуютданные табл. 1. наиболее интенсивное увеличение биомассы хлореллы наблюдалось в опытном варианте, т.е. на воде из рециркуляционной системы.

В опытном варианте(на воде из рециркуляционной системы) выход биол1ассы (а.с.в.) хлореллы за 5 сут эксперимента составлял

246 от исходной биомассы,принята за

100 ), тогда как в контрольнол1 варианте (на минеральной питательной среде) этот прирост составил соответственно 150 .

Физиологическое состояние культуры также было лучшим в опытном варианте, т.е. процент живых клеток выше, Таким образом, интенсивность развития микроводорослей по предложенному способу выше, чем при культивировании на стандартной минеральной питательной среде (Тамия), 5

Сравнение результатов роста водопослей, полученных по известному способу (в среднем 0,7-1,0 г/л сухого вещества) и по предложенному способу (0.85-1 04 г/л сухого вещества) показывает, что по гредложенному способу прирост биома:сы водорослей не ниже, а иногда и выше, чем по известному.

Пример 2, Условия культивирования, аналогичные описанным в примере 1.

Объект культивиоования — зеленые микроводоросли An Klstrodesmus f uslformls, Полученные данные сведены в табл. 2.

Пример 3. Для культивирования использовали синезеленые водоросли

Microcystis aeruginosa. Результаты приведены в табл. 3. Контроль выращивали на минеральной среде Фитцжеральда (источник по примеру 1).

Прирост другого представителя синезеленых водорослей Spirulina plateusis за сутки составлял на минеральной питательной среде 0.06-0,07 г/л, а на воде рециркуляционной системы — 0,05 — 0,10 г/л, т.е. был не ниже, чем в контроле (на минеральной питательной среде), Однако, более охотное потребление хлореллы некоторыми гидробионтами (коловратками, моинами), являющимися жи вым кормом для мальков рыбы. сыграло определяющую роль в ее культивировании и последующем использовании.

Предлагаемый способ позволяет эа счет биогенных элементов и органического вещества, накапливаемых в рециркуляционной системе при выращивании рыбы, получать биомассу микроводорослей. являющуюся ценным кормовым продуктом для других гидробионтов — живых кормов (коловратки, дафнии. инфузории и др.). и MoAQди рыб. Получаемый живой корм не требует дополнительной обработки. что упрощает его технологическое использование. Кроме того, вода после отделения биомассы водорослей может повторно использоваться в рециркуляционных системах.

Упрощение предлагаемого способа осуществляется за счет исключения трудоемкого процесса приготовления питательных сред, последующей сепарации и отмывки получаемой биомассы от механических и бактериальных примесей, содержащихся в жидких отходах.

Формула изобретения

Способ культивирования микроводорослей на отходах производства, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью упрощения способа, из отходов производства используют отходы рыбоводного производства в виде воды из рециркуляционной системы.

1703682

Таблица 1 нт от исдного

Таблица 2

Таблица 3

Редактор Л. Гратилло

Заказ 40 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Составитель P. Андреева

Техред М.Моргентал Корректор T. Малец

27.0

11,7

46,0