海洋微藻的工業(yè)化

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

微藻中含有多種生物活性物質，而微藻具有生長速度快、繁殖周期短、可塑性強、對營養(yǎng)素要求簡單等特點，通過培養(yǎng)微藻而獲得生物活性物質是目前國內外的一個研究和開發(fā)的熱點。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，很多研究者在致力于微藻的大規(guī)模高效培養(yǎng)的研究，利用生物反應器培養(yǎng)微藻是當前的一個前沿領域。封閉式光生物反應器

通過吸收光能進行光合作用而進行生長發(fā)育的微藻被稱為自養(yǎng)微藻。限制自養(yǎng)微藻生長的一個最主要因子是提高光能的利用率，利用封閉式光生物反應器培養(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、蛋白質水解物、有機酸或其他形式的有機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)微藻通過誘導產(chǎn)生異養(yǎng)生長的能力?？刹扇∠窠湍负图毦l(fā)酵一樣的方法來培養(yǎng)微藻。4/4/2024微藻培養(yǎng)反應器微藻中蛋白質含量高，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)反應器微藻生物技術的優(yōu)點：（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、有價值的產(chǎn)物（4）細胞分裂周期短、繁殖快4/4/2024微藻大規(guī)模培養(yǎng)的特點：（1）需要足夠的光照（2）需要供應大量的CO2和排放大量的O2（3）混合均勻，防止細胞沉降，且使細胞受光均勻（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)反應器

微藻培養(yǎng)反應器應有條件：（1）足夠的光照（2）合適的溫度（3）合適的無機碳源及其他無機營養(yǎng)物質（4）合適的pH（5）充分混合（6）避免污染（7）氧的釋放或供應影響微藻光生物反應器設計的主要因素及設計原則選用適宜的材料并根據(jù)所培養(yǎng)藻類的特點確定反應器大小、形狀及結構。3盡可能保持最高的光能轉化效率，保證反應器整體的高效率運轉。2盡可能使反應器充分利用光能，保證穩(wěn)定的最大生物量產(chǎn)率。1反應器總體結構簡潔、實用。4敞開式式培養(yǎng)反應器密閉式培養(yǎng)反應器優(yōu)點：成本低、建造容易、操作簡單、易于生產(chǎn)。缺點：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：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)反應器微藻培養(yǎng)反應器

密閉式培養(yǎng)反應器

開發(fā)密閉式微藻光培養(yǎng)反應器依據(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、分配和質量；（5）防治有害次生代謝的積累；（6）較易實現(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)反應器4/4/2024管道式光培養(yǎng)反應器4/4/2024管道式光培養(yǎng)反應器圓筒形光培養(yǎng)反應器

這種反應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)反應器優(yōu)點：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。缺點：光照表面積與體積之比不高；由于靜水壓大，單個反應器的培養(yǎng)體積有限。八、分析技術1．細胞計數(shù)—顯微鏡法

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

培養(yǎng)物的藻類密度也可用分光光度計測定。當藻類密度較低時，光徑中的細胞數(shù)與測量到的光密度有一簡單的幾何關系。在藻類密度不大時，光密度大，細胞數(shù)目就多，即可用測得的光密度值表示細胞數(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。取樣時注意：

①將培養(yǎng)物攪拌均勻②快速吸取