海洋微藻的工業(yè)化

海洋微藻的工業(yè)化培養(yǎng)4/4/20241微藻生物反應(yīng)器培養(yǎng)技術(shù)

微藻中含有多種生物活性物質(zhì)，而微藻具有生長速度快、繁殖周期短、可塑性強(qiáng)、對營養(yǎng)素要求簡單等特點(diǎn)，通過培養(yǎng)微藻而獲得生物活性物質(zhì)是目前國內(nèi)外的一個(gè)研究和開發(fā)的熱點(diǎn)。但傳統(tǒng)的培養(yǎng)方法成本高，且難以保證穩(wěn)定地大量供應(yīng)，很多研究者在致力于微藻的大規(guī)模高效培養(yǎng)的研究，利用生物反應(yīng)器培養(yǎng)微藻是當(dāng)前的一個(gè)前沿領(lǐng)域。封閉式光生物反應(yīng)器

通過吸收光能進(jìn)行光合作用而進(jìn)行生長發(fā)育的微藻被稱為自養(yǎng)微藻。限制自養(yǎng)微藻生長的一個(gè)最主要因子是提高光能的利用率，利用封閉式光生物反應(yīng)器培養(yǎng)微藻，其主要目的是提高養(yǎng)殖表面積與水體的比例及光能的利用率及生產(chǎn)效率。異養(yǎng)微藻的發(fā)酵法培養(yǎng)

有些微藻具有異養(yǎng)特性，可直接利用糖類、脂類、蛋白質(zhì)水解物、有機(jī)酸或其他形式的有機(jī)化合物以獲取能量和碳源而不需通過光合作用就能生長。有些自養(yǎng)微藻也能異養(yǎng)生長，稱兼養(yǎng);也有自養(yǎng)微藻通過誘導(dǎo)產(chǎn)生異養(yǎng)生長的能力?？刹扇∠窠湍负图?xì)菌發(fā)酵一樣的方法來培養(yǎng)微藻。4/4/2024微藻培養(yǎng)反應(yīng)器微藻中蛋白質(zhì)含量高，且富含各種維生素，多不飽和脂肪酸、生物多糖、礦物質(zhì)等，具有抗腫瘤、防治心血管疾病等生理活性。微藻主要種類及活性成分4/4/2024微藻培養(yǎng)反應(yīng)器微藻生物技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：（1）光能利用率高（2）生物量易于收獲、加工和利用（3）能產(chǎn)生高濃度、有價(jià)值的產(chǎn)物（4）細(xì)胞分裂周期短、繁殖快4/4/2024微藻大規(guī)模培養(yǎng)的特點(diǎn)：（1）需要足夠的光照（2）需要供應(yīng)大量的CO2和排放大量的O2（3）混合均勻，防止細(xì)胞沉降，且使細(xì)胞受光均勻（4）海洋微藻的培養(yǎng)基多采用海水配制。4/4/2024微藻培養(yǎng)反應(yīng)器

微藻培養(yǎng)反應(yīng)器應(yīng)有條件：（1）足夠的光照（2）合適的溫度（3）合適的無機(jī)碳源及其他無機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)（4）合適的pH（5）充分混合（6）避免污染（7）氧的釋放或供應(yīng)影響微藻光生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)的主要因素及設(shè)計(jì)原則選用適宜的材料并根據(jù)所培養(yǎng)藻類的特點(diǎn)確定反應(yīng)器大小、形狀及結(jié)構(gòu)。3盡可能保持最高的光能轉(zhuǎn)化效率，保證反應(yīng)器整體的高效率運(yùn)轉(zhuǎn)。2盡可能使反應(yīng)器充分利用光能，保證穩(wěn)定的最大生物量產(chǎn)率。1反應(yīng)器總體結(jié)構(gòu)簡潔、實(shí)用。4敞開式式培養(yǎng)反應(yīng)器密閉式培養(yǎng)反應(yīng)器優(yōu)點(diǎn)：成本低、建造容易、操作簡單、易于生產(chǎn)。缺點(diǎn)：培養(yǎng)效率低、培養(yǎng)條件難以控制、易受污染、水分易蒸發(fā)、光能利用率低。優(yōu)點(diǎn)：培養(yǎng)效率高、培養(yǎng)條件易于控制、污染少、生產(chǎn)周期延長、適用于所有藻類的培養(yǎng)。4/4/2024微藻培養(yǎng)反應(yīng)器微藻培養(yǎng)反應(yīng)器

密閉式培養(yǎng)反應(yīng)器

開發(fā)密閉式微藻光培養(yǎng)反應(yīng)器依據(jù)的原則：

（1）高光照表面積比；（2）較高的氣體交換效率；（3）適合的循環(huán)方式；（4）改善光的傳播途徑、分配和質(zhì)量；（5）防治有害次生代謝的積累；（6）較易實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)條件的優(yōu)化；（7）盡量降低生產(chǎn)成本。4/4/2024SosaTexcoco/SpirulinaMexicananearMexicoCity

4/4/2024管道式光培養(yǎng)反應(yīng)器4/4/2024管道式光培養(yǎng)反應(yīng)器4/4/2024管道式光培養(yǎng)反應(yīng)器圓筒形光培養(yǎng)反應(yīng)器

這種反應(yīng)器的光照表面積與體積之比不高，對土地的利用率不高，培養(yǎng)體積也有限。扁平箱式光培養(yǎng)反應(yīng)器優(yōu)點(diǎn)：①在稀釋率相同的情況下有更高的產(chǎn)物濃度。②穩(wěn)定性更好。③相對于底物濃度而言有更高的生物量產(chǎn)率。④減少或消除了底物或產(chǎn)物的抑制效應(yīng)。缺點(diǎn)：光照表面積與體積之比不高；由于靜水壓大，單個(gè)反應(yīng)器的培養(yǎng)體積有限。八、分析技術(shù)1．細(xì)胞計(jì)數(shù)—顯微鏡法

培養(yǎng)物中的個(gè)體數(shù)測定，是按照個(gè)體計(jì)數(shù)方法，測定和估計(jì)培養(yǎng)物單位容積中的個(gè)體數(shù)。計(jì)數(shù)方法同浮游植物定量的方法。此外，也可以采用血球計(jì)數(shù)法。2．分光光度計(jì)法：

培養(yǎng)物的藻類密度也可用分光光度計(jì)測定。當(dāng)藻類密度較低時(shí)，光徑中的細(xì)胞數(shù)與測量到的光密度有一簡單的幾何關(guān)系。在藻類密度不大時(shí)，光密度大，細(xì)胞數(shù)目就多，即可用測得的光密度值表示細(xì)胞數(shù)目。干重測定的操作步驟

（1）取樣—從藻體培養(yǎng)液中取出有代表性的一小部分體積的藻液。取樣時(shí)注意：

①將培養(yǎng)物攪拌均勻②快速吸取