海洋微藻的工业化

海洋微藻的工业化培养4/4/20241微藻生物反应器培养技术

微藻中含有多种生物活性物质，而微藻具有生长速度快、繁殖周期短、可塑性强、对营养素要求简单等特点，通过培养微藻而获得生物活性物质是目前国内外的一个研究和开发的热点。但传统的培养方法成本高，且难以保证稳定地大量供应，很多研究者在致力于微藻的大规模高效培养的研究，利用生物反应器培养微藻是当前的一个前沿领域。封闭式光生物反应器

通过吸收光能进行光合作用而进行生长发育的微藻被称为自养微藻。限制自养微藻生长的一个最主要因子是提高光能的利用率，利用封闭式光生物反应器培养微藻，其主要目的是提高养殖表面积与水体的比例及光能的利用率及生产效率。异养微藻的发酵法培养

有些微藻具有异养特性，可直接利用糖类、脂类、蛋白质水解物、有机酸或其他形式的有机化合物以获取能量和碳源而不需通过光合作用就能生长。有些自养微藻也能异养生长，称兼养;也有自养微藻通过诱导产生异养生长的能力。可采取像酵母和细菌发酵一样的方法来培养微藻。4/4/2024微藻培养反应器微藻中蛋白质含量高，且富含各种维生素，多不饱和脂肪酸、生物多糖、矿物质等，具有抗肿瘤、防治心血管疾病等生理活性。微藻主要种类及活性成分4/4/2024微藻培养反应器微藻生物技术的优点：（1）光能利用率高（2）生物量易于收获、加工和利用（3）能产生高浓度、有价值的产物（4）细胞分裂周期短、繁殖快4/4/2024微藻大规模培养的特点：（1）需要足够的光照（2）需要供应大量的CO2和排放大量的O2（3）混合均匀，防止细胞沉降，且使细胞受光均匀（4）海洋微藻的培养基多采用海水配制。4/4/2024微藻培养反应器

微藻培养反应器应有条件：（1）足够的光照（2）合适的温度（3）合适的无机碳源及其他无机营养物质（4）合适的pH（5）充分混合（6）避免污染（7）氧的释放或供应影响微藻光生物反应器设计的主要因素及设计原则选用适宜的材料并根据所培养藻类的特点确定反应器大小、形状及结构。3尽可能保持最高的光能转化效率，保证反应器整体的高效率运转。2尽可能使反应器充分利用光能，保证稳定的最大生物量产率。1反应器总体结构简洁、实用。4敞开式式培养反应器密闭式培养反应器优点：成本低、建造容易、操作简单、易于生产。缺点：培养效率低、培养条件难以控制、易受污染、水分易蒸发、光能利用率低。优点：培养效率高、培养条件易于控制、污染少、生产周期延长、适用于所有藻类的培养。4/4/2024微藻培养反应器微藻培养反应器

密闭式培养反应器

开发密闭式微藻光培养反应器依据的原则：

（1）高光照表面积比；（2）较高的气体交换效率；（3）适合的循环方式；（4）改善光的传播途径、分配和质量；（5）防治有害次生代谢的积累；（6）较易实现培养条件的优化；（7）尽量降低生产成本。4/4/2024SosaTexcoco/SpirulinaMexicananearMexicoCity

4/4/2024管道式光培养反应器4/4/2024管道式光培养反应器4/4/2024管道式光培养反应器圆筒形光培养反应器

这种反应器的光照表面积与体积之比不高，对土地的利用率不高，培养体积也有限。扁平箱式光培养反应器优点：①在稀释率相同的情况下有更高的产物浓度。②稳定性更好。③相对于底物浓度而言有更高的生物量产率。④减少或消除了底物或产物的抑制效应。缺点：光照表面积与体积之比不高；由于静水压大，单个反应器的培养体积有限。八、分析技术1．细胞计数—显微镜法

培养物中的个体数测定，是按照个体计数方法，测定和估计培养物单位容积中的个体数。计数方法同浮游植物定量的方法。此外，也可以采用血球计数法。2．分光光度计法：

培养物的藻类密度也可用分光光度计测定。当藻类密度较低时，光径中的细胞数与测量到的光密度有一简单的几何关系。在藻类密度不大时，光密度大，细胞数目就多，即可用测得的光密度值表示细胞数目。干重测定的操作步骤

（1）取样—从藻体培养液中取出有代表性的一小部分体积的藻液。取样时注意：

①将培养物搅拌均匀②快速吸取