微藻培养条件研究

微藻培养条件浅析

摘要:微藻利用光和CO

合成蛋白质、糖类、脂类以及色素等大分子物质并放出O2，在人

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类食品、保健、医药、环保和生物炼制领域具有广阔的应用前景。本文针对目前微藻培养中存在的生产成本高、产率低的问题，主要从营养盐方面入手,浅析了碳、氮、磷等营养元素对微藻生长的影响，并在此基础上，概述了开放式及封闭式两种微藻培养系统。

关键词：微藻；营养盐；培养系统

1引言

藻类是地球上最早进行光合作用的生物体，具有太阳能利用效率高、适应环境能力强等特点。微藻细胞富含蛋白质、多糖、脂类以及色素等，在食品、饲料、医药、精细化工及染料领域己得到广泛的应用。目前，由于培养技术不成熟导致的生产成本高、效率低是限制微藻产业化培养的主要因素。高效、低成本、规模化的微藻培养技术，是实现微藻产业化培养的关键。降低微藻生产成本主要有两种途径:一是降低培养原材料成本，二是提高产量。营养盐成本占微藻培养原料成本比重很大，是影响微藻生长及产物积累的重要因素。在微藻培养中，通过优化营养盐的种类，监控培养中营养盐的水平，能够提高藻细胞或目标产物的产量，同时提高营养盐的利用率，是高效、低成本、规模化微藻培养的基础。

2微藻概述

微藻是指一些微观的单细胞群体，是最低等的、自养的水生生物。微藻能够利用阳光和CO2进行光合作用，合成有机物质并释放出O2，是自然界中光合效率最高、生长最为迅速的原始生物种类之一，其种类繁多，分布广泛。微藻富含蛋白质、氨基酸、多糖、维生素、不饱和脂肪酸和色素等多种高附加值的生物物质，可以概括为以下四类:蛋白质、糖类、脂类、核酸及各种矿物质[1]。不同种类的微藻，各种组分的含量不同。

3营养盐对微藻生长的影响

碳、氮、磷等营养元素是微藻细胞合成的基础。微藻光合作用的底物为CO2和水，产物除了糖类之外，还合成蛋白质、核酸及脂类等一系列生物活性物质，因此，需要氮、磷等元素的参与。碳源、氮源、磷源以及一些微量元素的种类和供应水平，在一定程度上影响着微藻光合作用的能力和水平，从而直接影响微藻的生长。营养盐的形态会影响微藻的生长。Chu 等[2]分别在BBM培养基中添加0.1%的乙酸钠、柠檬酸钠、碳酸氢钠作为碳源培养卷曲纤维藻（Ankistrodesmus convolutus），发现添加乙酸钠作为碳源有利于藻细胞的生长，而添加柠檬酸钠和碳酸氢钠作为碳源对藻细胞的生长没有促进作用。Berman等[3]采用N03-N，NH3-N 以及次黄嘿吟、尿素、赖氨酸等有机氮源培养微藻，发现当使用尿素作为氮源时，蓝藻的生长最快且氮源得率系数最高。

许多研究表明，培养基中碳源、氮源、磷源的水平是影响微藻营养组成的主要因素。微藻对碳源的需求量很大，碳源主要影响藻细胞生长和脂类、糖类等物质的积累。Tang等[4]研究了不同CO2浓度对斜生栅藻(Scenedesmyus obliquus)和蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)总脂含量的影响，发现高CO2水平(30%～50%)有利于总脂和不饱和脂肪酸的积累。然而，Chen等[5]研究异养小球藻(Chorella sorokiniana )在不同的碳氮比(C/N )下细胞内总脂含量和脂肪酸组成时发现:碳源限制或者氮源限制均能促进细胞内油脂合成，且前者更为

明显。高碳浓度能够促使微藻油脂积累可以用碳储存机制解释，但低碳浓度促使微藻油脂积累的机制，目前尚不明确。

微藻对氮源的需求仅次于碳源。氮源的形态及浓度都会对微藻的营养组成产生影响。骆育敏等[6]研究发现，当以浓度为0.1 g/L～0.8 g/L的尿素代替Zarrouk培养基中的硝酸盐作为氮源时，能够提高螺旋藻中叶绿素含量。Caudhury等[7]对比采用NaN03，NH4N03，NH4C1和(NH4)2HP04作为氮源培养螺旋藻，发现(NH4)2HP04更有利于细胞内γ-亚麻酸的积累。在氮源限制条件下，藻细胞中需要氮元素参与合成的营养组成如蛋白质、叶绿素等含量会下降，而糖类、脂类等不需要氮元素参与合成的营养组成含量会明显上升[8-9]。此外，缺氮还能诱导某些藻类细胞内抗氧化性的类胡萝卜素积累[10]氮源限制条件下，特殊细胞营养组成的积累可能与藻细胞在抗逆反应中的自我保护机制相关。

磷源也是微藻生长所必须的重要营养盐之一，己有研究表明，低磷浓度能够促进藻细胞油脂、叶绿素a及微藻囊毒素的积累[11]。氮磷比是影响微藻营养组成的重要因子之一，合适的氮磷比能够促进藻的生长以及某种特定产物(如叶绿素、脂类)含量的积累。微藻最适氮磷比没有一个定值，一般因藻种而异，例如小球藻的最适氮磷比(Chlorella vulgaris)为3.5，四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)的最适氮磷比是20，而聚球藻(Synechococcus)的最适氮磷比为45[12]。

3.1碳源对微藻生长的影响

微藻的碳元素含量接近50%，其生长所需的碳源可分为无机碳源和有机碳源。在光自养条件下，微藻利用无机碳源(气态CO2及含碳的无机化合物NaHC03等)进行光合作用，将光能转化为化学能。在水溶液中，无机碳源以H2C03，CO2(l)，HC03-和C032-四种形式存在，彼此之间存在着动态平衡，彼此的相对含量主要受pH的影响，另外也受到盐度和温度的影响[13]。鲍亦璐[14]采用NaHC03作为碳源培养螺旋藻，低浓度会限制螺旋藻的生长，在NaHC03初始浓度为0.05 mol/L和0.10 mol/L的培养中，最终生物量明显低于其它培养批次。当培养基中初始NaHC03浓度为0.15 mol/L，0.20 mol/L和0.25 mol/L时，螺旋藻生长无显著性差异(p>0.05 )，均生长较好。初始NaHC03浓度为0.20 mol/L时，可获得最大生物量1.71 g/L。培养后期由于培养液pH值过高(> 11.0)，螺旋藻的生长逐渐停止。

3.2氮源对微藻生长的影响

氮源是藻类生长不可缺少的营养盐。在藻细胞中，氮是光合作用必不可少的元素，参与氨基酸、嘌呤、嘧啶、氨基糖、胺化合物和叶绿素的合成。当氮源不足时，藻细胞内叶绿素总量减少，对光照强度和C02浓度需求降低，光合作用和呼吸作用均减弱；但当氮源浓度过高时，微藻生长也会受到抑制，可能与培养液中氮磷比例失调，不利于藻细胞分裂有关[15]。微藻培养可用的氮源有无机氮源(硝酸盐、亚硝酸盐、氨)、有机氮源(尿素、酪蛋白)和其它一些氨基酸。鲍亦璐[14]分别以NaNO3、尿素、NH4N03，NH4C1和NH4HC0作为氮源，摇瓶培养研究了氮源对螺旋藻生长的影响。当初始NaNO3浓度≥10 mmol/L，能保证螺旋藻正常生长获得较高的生物量，否则将出现培养后期氮源限制螺旋藻生长的现象；初始NaNO3浓度为20 mmol/L可获得最大的生物量1.95 g/L。

3.3磷源对微藻生长的影响

磷是微藻生长的必需元素，参与合成ATP, GTP、核酸、磷脂和辅酶等。磷主要存在于单细胞藻的原生质和细胞核中，它作为底物或调节物直接参与光合作用的各个环节，包括光能吸收、同化力的形成、卡尔文循环、同化产物的运输以及对一些关键酶起活性调节的作用[16]，直接影响藻细胞中的糖类、蛋白质、脂肪等多种代谢过程。微藻培养中常用的磷源主

有磷酸氢盐、磷酸二氢盐等可溶性无机磷盐，以及一些有机磷源如甘油磷酸钠(G-P )、葡萄糖-6-磷酸(G-6-P )、三磷酸腺苷(ATP)等[17]。一般情况下，藻吸收的外源性无机磷都以可溶性磷酸盐的形式通过主动运输进入藻细胞内，大部分以可溶性磷的形式存在于细胞质内，一部分在细胞内转化为聚磷酸盐用于储存能量及作为磷源，还有一部分用于合成磷脂及其它细胞组成[18-19]。鲍亦璐[14]分别在无磷的Zarrouk培养基中，加入0.5 mmol/L, 1.5 mmol/L, 3.0 mmol/L, 4.5mmol/L的K2HP04作为磷源，初始K2HP04浓度为0.5 mmol/L时，螺旋藻生长速率及最终生物量明显低于其它水平，说明螺旋藻生长受到磷源限制。在其它较高初始K2HP04浓度(>1.5mmol/L)的培养中，螺旋藻均能正常生长，当初始K2HP04浓度为4.5 mmol/L时，可以获得最大生物量为1.92 g/L。培养至4天后，同样由于培养液中pH过高，螺旋藻生长速度减慢，最终停止生长。

4微藻培养系统

4.1开放式培养系统

开放式培养系统是微藻培养系统中开发最早、应用最为普遍的一种培养方式，目前世界各国仍然将其作为微藻工业化培养的主要方式[20]。开放式培养系统最突出的优点就是构建简单、成本低廉及操作简便，主要有两种基本类型:（1）水平式开放池培养:其特点是光生物反应器水平放置，培养液主要靠桨轮或者旋转臂的转动实现循环；（2）倾斜式开放池培养:光生物反应器被放置于一个倾斜面上，通过泵的动力使培养液在斜面上形成湍流完成循环过程[21]。微藻大规模培养的开放池的占地面积为1000m2～5000m2，培养液深度通常在15cm～30cm之间[22]。在开放池培养中，由于培养液层浅，CO2作为碳源的利用率不会超过20%，直接导致微藻开放池培养成本升高[23]。开放池培养系统存在着易受污染、培养条件不稳定、光合效率低等难以克服的弱点。目前，采用开放池进行户外大规模培养的藻种只有螺旋藻(Spirulina )、小球藻(Chlorella )、盐藻(Dunaliella)等少数几种，但都存在着生物量低( 0. 5 g/L～1. 0 g/L左右)，单位面积产率低[2 g/(m2.d～10 g/(m2.d) ]，采收成本较高的问题。

降低开放池培养成本的有效方法是选择适当的培养模式，提高光能及营养盐利用率，从而提高单位面积产量。Radmann等[24]在培养体积为6L的微型跑道式开放池中用Box-Behnken 设计优化了螺旋藻的培养条件，采用半连续的培养模式、培养基为20%的Zarrouk培养基、生物量为0.40 g/L、更新速率为40%～60%时，螺旋藻生长最优。然而，在大规模开放池培养中难以将生物量控制在恒定水平，40%～60%的更新速率也会提高生产能耗及操作成本。要提高规模化微藻培养的单位面积产量，其根本是进行高密度培养。Doucha等[21]用倾斜式光生物反应器户外高密度(初始接种密度为1 g/L～2 g/L)培养小球藻(Chlorella sp. )，单位面积产量可达24. 5 g/(m2.d)，同时光能利用率可达6.48%。

进行微藻高密度培养时，营养盐的控制显得尤为重要。碳源、氮源、磷源等营养盐是微藻生长所必须的底物，与营养盐相关的一系列操作(如CO2补加、pH控制、氮磷源补加)都直接影响微藻生长及营养组成，最终影响到微藻培养的产量及产率。营养盐成本占微藻生产总成本的比重很大，在开放池培养中，为了有效降低生产成本，提高产量，可以从培养模式、CO2的有效利用与pH控制以及营养盐优化这几方面考虑。

4.2封闭式培养系统

封闭式培养系统是用透光材料建造的生物反应器，除了能采集光能外，其它诸多方面与传统的微生物发酵用生物反应器相似。在设计藻类封闭式光生物反应器时，光能利用和无机营养盐供应是设计的重点。自COOK [25]研制出第一台垂直管状光生物反应器以来，各类封闭式光生物反应器相继问世，其设计都基于一个基本的原理:在保证合理的工作体积、充分

的混合、合适的碳浓度的同时尽可能的使反应器的面积体积比最大。封闭式光生物反应器通常由光吸收单元、气体交换单元、循环系统组成。目前，封闭式光生物反应器的类型包括管道式、搅拌式发酵罐、平板式、柱状气升式、浮式薄膜袋等[26]。这几种封闭式光生物反应器虽然技术成熟、易于控制，但是造价成本高、难以放大用于规模化微藻培养。近年来，开发出一种新型的浮式薄膜袋光生物反应器用于微藻的封闭式培养，其具有受光面积大、保温性能好、污染机会小、成本低、操作简单等优点，在提高藻种的密度和纯度上取得了良好的效果，是微藻规模化封闭培养的趋势[27]。

5结语

人类对微藻的研究及应用己有几百年的历史，其生物学特性己经得到了比较深入和全面的研究。微藻培养不占用现存耕地，只需要利用光能、C02、水及营养盐即可合成蛋白质、糖类、脂类、色素等多种生物活性物质，在补充和替代粮食来源以及作为可再生生物质能源方面有着不可替代的作用。目前，制约微藻规模化培养的主要因素是:与其它粮食资源或化石能源相比，微藻的生产成本过高，以及多种微藻的规模化培养难以进行。降低培养成本、提高产量、开发规模化的微藻培养技术，是微藻研究迫切需要解决的问题。碳源、氮源及磷源成本占微藻培养总成本的20%～30%，与它们相关的一系列过程控制技术会直接影响微藻的产量及生产成本。从营养盐角度出发选择经济高效的营养盐、采用适当的营养盐控制技术，是优化微藻培养、提高生产效率、降低生产成本的有效途径。

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微藻培养方法汇总

微藻的培养方式，有多种类型，现介绍一些主要的培养方式。 （一）纯培养与单种培养 纯培养与单种培养是按培养的纯度来划分的。 纯培养：是指排除了细菌在内的一切生物的条件下进行的培养。纯培养要求有无菌室、超净工作台等设备条件，容器、工具、培养液等必须严格灭菌。纯培养是科研工作中不可缺少的技术。 单种培养：生产性的培养中，是不排除细菌存在的，为了区别于纯培养而称之为单种培养。 二）一次培养、连续培养和半连续培养该类培养是按采收方式划分的一次培养：又称有限培养，是在一定的容器中，根据藻类需要加入无机和有机营养，配成培养液，把少量的藻种接种进去，然后在适宜于藻类生长的环境条件（温度、盐度、光照、PH 值等）下培养，待藻液达到一定的密度后，便一次性采收或作进一步扩大培养。 连续培养：一般在室内进行，采用自动控温、人工光源、封闭式通气培养。在培养容器内，新的培养液不断流入，达到一定密度的培养液不断流出。培养液的流入量和流出量可根据微藻的生长情况及需要进行人不控制，并保持平衡。在培养过程中，营养物质浓度和藻类细胞相对稳定，产量高，在国外应用较多，我国目前生产上很少采用。 半连续培养：是指在一次培养的基础上，当藻类细胞达到一定密度后，每天收获一部分浓藻液，并加入新的营养液继续培养。半连续培养是生产中常用的方法，每天的收获量根据育苗的需要及藻液的生长情况确定。 三）藻种培养、中继培养和生产性培养该类培养是按培养的规模和目的来划分的藻种培养：在室内进行，一般采用一次性培养法。培养容器为100-3000 毫升的三角烧瓶，瓶口用消毒的纸或纱布包扎。目的是培养和供应藻种。 中继培养：目的在于培养较大量的高密度纯种藻液，供应生产性培养接种使用。中继培养一般在室内用大的玻璃容器或塑料大袋中进行。根据需要可分为一级中继培养和二级中继培养。一级中继培养的容器为10 升的大口玻璃缸（南方各省多用）、10-20 升的细口瓶或鱼苗袋，以封闭式不通气培养为主。二级中继培养的容器为0.2-0.4 立方米的水族箱、0.5-1.0 立方米的玻璃钢水槽、0.5-1.0 立方米的小型水泥池等，以开放式通气一次性培养为主；利用塑料大袋进行二级中继培养也是新兴的、有效的好方法（见图2-13 ）。 生产性培养：可在室内也可在室外，有封闭式培养和开放式培养两种类型。目的是供给育苗中的饵料。培养容器为大型水泥池、大型玻璃钢水槽的塑料大袋；也有用土池

微藻工厂化培养经验分享(附单胞藻的培养配方)

微藻工厂化培养经验分享（附单胞藻的培养配方） 大家好，很高兴今天能跟大家交流一下微藻的规模培育。规模培育在水产养殖方面现在主要运用于大棚生物饵料方面(一定地点建立车间、浓缩之后近距离管道运输到养殖区域)、提取色素添加在饲料中，至于土塘泼洒，如何控制量、增氧和开口饵料这方面正在摸索，需要大家一起总结出经验。今天我跟大家主要跟大家分享一下藻种的工厂化规模化培育。 群里面应该很多人都培育过藻，大家都知道藻种的培育分为一级、二级、三级培养，今天我是简单从一级、二级、三级培养过程可能中遇到的问题、日常管理、接种、藻种营养配方这些方面做一下简单的交流。 因各地环境气候、温度、光照、水质条件不同。不同季节、藻种性质不同，单位水体养殖品种的需求量也不同。所以培养条件、营养盐配方等各有不同。今天我主要是以金藻为例，引申出其他藻种的营养配方，让大家学习一下其中的相似点。 国内大部分水产育苗企业，在育苗生产中都是自备微藻养殖设施，自行生产各类饵料用微藻。但是一般育苗场都普遍缺乏相应的专业技术力量，只能利用各自的藻池和天然水体粗放培养，在饵料微藻种质、生产技术和应用方法上都各自为正，导致微藻种质混乱、供应不稳定、营养成分不平衡、饵料效价低、缺乏多品种集约化生产应用技术；同时，受限于微藻高密度养殖、采收技术和浓缩液保藏技术的限制，国内几乎没有统一的、专业化的饵料微藻质量标准和集中供应点。所以工厂化育苗需要及时的补充藻种，开口饵料非常重要。 首先从工艺流程上来说 一级培养：主要用于保种，主要用的仪器是锥形瓶，其能够完全消毒，所以应用在保种上面特别多。

二级培养：主要是用塑料白桶（聚丙烯材料），生产上也用20L的饮水桶，但是瓶口小，操作不方便，消毒也不彻底；而用氧气袋又易破裂。在南方经常可以见到用玻璃制作的大型鱼缸和氧气袋。

微藻培养条件研究

微藻培养条件浅析 摘要:微藻利用光和CO 合成蛋白质、糖类、脂类以及色素等大分子物质并放出O2，在人 2 类食品、保健、医药、环保和生物炼制领域具有广阔的应用前景。本文针对目前微藻培养中存在的生产成本高、产率低的问题，主要从营养盐方面入手,浅析了碳、氮、磷等营养元素对微藻生长的影响，并在此基础上，概述了开放式及封闭式两种微藻培养系统。 关键词：微藻；营养盐；培养系统 1引言 藻类是地球上最早进行光合作用的生物体，具有太阳能利用效率高、适应环境能力强等特点。微藻细胞富含蛋白质、多糖、脂类以及色素等，在食品、饲料、医药、精细化工及染料领域己得到广泛的应用。目前，由于培养技术不成熟导致的生产成本高、效率低是限制微藻产业化培养的主要因素。高效、低成本、规模化的微藻培养技术，是实现微藻产业化培养的关键。降低微藻生产成本主要有两种途径:一是降低培养原材料成本，二是提高产量。营养盐成本占微藻培养原料成本比重很大，是影响微藻生长及产物积累的重要因素。在微藻培养中，通过优化营养盐的种类，监控培养中营养盐的水平，能够提高藻细胞或目标产物的产量，同时提高营养盐的利用率，是高效、低成本、规模化微藻培养的基础。 2微藻概述 微藻是指一些微观的单细胞群体，是最低等的、自养的水生生物。微藻能够利用阳光和CO2进行光合作用，合成有机物质并释放出O2，是自然界中光合效率最高、生长最为迅速的原始生物种类之一，其种类繁多，分布广泛。微藻富含蛋白质、氨基酸、多糖、维生素、不饱和脂肪酸和色素等多种高附加值的生物物质，可以概括为以下四类:蛋白质、糖类、脂类、核酸及各种矿物质[1]。不同种类的微藻，各种组分的含量不同。 3营养盐对微藻生长的影响 碳、氮、磷等营养元素是微藻细胞合成的基础。微藻光合作用的底物为CO2和水，产物除了糖类之外，还合成蛋白质、核酸及脂类等一系列生物活性物质，因此，需要氮、磷等元素的参与。碳源、氮源、磷源以及一些微量元素的种类和供应水平，在一定程度上影响着微藻光合作用的能力和水平，从而直接影响微藻的生长。营养盐的形态会影响微藻的生长。Chu 等[2]分别在BBM培养基中添加0.1%的乙酸钠、柠檬酸钠、碳酸氢钠作为碳源培养卷曲纤维藻（Ankistrodesmus convolutus），发现添加乙酸钠作为碳源有利于藻细胞的生长，而添加柠檬酸钠和碳酸氢钠作为碳源对藻细胞的生长没有促进作用。Berman等[3]采用N03-N，NH3-N 以及次黄嘿吟、尿素、赖氨酸等有机氮源培养微藻，发现当使用尿素作为氮源时，蓝藻的生长最快且氮源得率系数最高。 许多研究表明，培养基中碳源、氮源、磷源的水平是影响微藻营养组成的主要因素。微藻对碳源的需求量很大，碳源主要影响藻细胞生长和脂类、糖类等物质的积累。Tang等[4]研究了不同CO2浓度对斜生栅藻(Scenedesmyus obliquus)和蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)总脂含量的影响，发现高CO2水平(30%～50%)有利于总脂和不饱和脂肪酸的积累。然而，Chen等[5]研究异养小球藻(Chorella sorokiniana )在不同的碳氮比(C/N )下细胞内总脂含量和脂肪酸组成时发现:碳源限制或者氮源限制均能促进细胞内油脂合成，且前者更为

利用微藻制备生物能源的研究进展

利用微藻制备生物能源的研究进展 郝国礼刘佳陈超李兴杰姜峰 （唐山师范学院，生物技术，唐山063000） 摘要：随着全球范围内的能源需求不断增加，化石燃料日趋枯竭，环境污染日益严重，因此开发可再生、环保的替代燃料已成为经济可持续发展最重要课题之一。微藻具有巨大的生物能源生产潜力。本文结合目前能源微藻在藻种选育、影响微藻产油因素以及生产工艺方面的研究现状和微藻综合利用发展中存在的问题,综述了近年来各国在微藻能源开发方面的重要科研工作,以及微藻能源与低碳的关系，并对微藻能源开发的相关研究方向和进展进行了评述。 关键字：能源微藻；低碳；影响因素；工艺流程；综合利用 Advances in production of bio-energy from microalgae Hao Guoli Liu Jia Chen Chao Li Xingjie Jiang Feng （Tangshan Teachers College, Department of Biological Sciences, 08 Technical Class）Abstract:With the increasing demand of worldwide energy, depletion of fossil fuels, and the increasingly serious environmental pollution, the exploration of renewable and environmentally friendly alternative fuels has become one of the most important subjects of sustainable economic development .Microalgae has enormous potential for bio-energy production. In this paper, algae species selection, factors that affect the oil-production of microalgae, current situation of production process and problems in the development of utilization are all included to review the recent scientific effort of many countries in exploring microalgae. Furthermore, the relationship between microalgae energy and low carbon life, and direction and progress of microalgae-energy were also made a comment. Keywords: Energy Microalgae; low-carbon; Factors; Process; Utilization 1研究背景 世界经济的现代化，得益于化石燃料的开发与应用。然而，由于人们的过度开采，化石燃料终将会枯竭。化石燃料的利用，也造成环境的严重污染，因此，清洁的可再生能源的开发成为了各国研究的重点, 目前专家学者研究的主要范围包括风能、水能、太阳能、生物能源等。根据国际能源总署统计，生物能源是目前最被广泛使用的可再生能源。生物质能是绿色植物通过叶绿体将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。生物能源是可再生能源的一种，它具有潜在大规模替代汽油和柴油的可能性，因此一直是国内外研究的热点。到目前为止，生物能源的发展

微藻工厂化培养经验分享附单胞藻的培养配方

微藻工厂化培养经验分享附单胞藻的培养配方 文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）

微藻工厂化培养经验分享（附单胞藻的培养配方）大家好，很高兴今天能跟大家交流一下微藻的规模培育。规模培育在方面现在主要运用于大棚生物饵料方面(一定地点建立车间、浓缩之后近距离管道运输到养殖区域)、提取色素添加在饲料中，至于土塘泼洒，如何控制量、增氧和开口饵料这方面正在摸索，需要大家一起总结出经验。今天我跟大家主要跟大家分享一下藻种的工厂化规模化培育。 群里面应该很多人都培育过藻，大家都知道藻种的培育分为一级、二级、三级培养，今天我是简单从一级、二级、三级培养过程可能中遇到的问题、日常管理、接种、藻种营养配方这些方面做一下简单的交流。 因各地环境气候、、光照、水质条件不同。不同季节、藻种性质不同，单位水体养殖品种的需求量也不同。所以培养条件、营养盐配方等各有不同。今天我主要是以金藻为例，引申出其他藻种的营养配方，让大家学习一下其中的相似点。 国内大部分水产育苗企业，在育苗生产中都是自备微藻养殖设施，自行生产各类饵料用微藻。但是一般育苗场都普遍缺乏相应的专业技术力量，只能利用各自的藻池和天然水体粗放培养，在饵料微藻种质、生产技术和应用方法上都各自为正，导致微藻种质混乱、供应不稳定、营养成分不平衡、饵料效价低、缺乏多品种集约化生产应用技术；同时，受限于微藻高密度养殖、采收技术和浓缩液保藏技术的限制，国内几乎没

有统一的、专业化的饵料微藻质量标准和集中供应点。所以工厂化育苗需要及时的补充藻种，开口饵料非常重要。 首先从工艺流程上来说 一级培养：主要用于保种，主要用的仪器是，其能够完全消毒，所以应用在保种上面特别多。 二级培养：主要是用塑料白桶（材料），生产上也用20L的饮水桶，但是瓶口小，操作不方便，消毒也不彻底；而用氧气袋又易破裂。在南方经常可以见到用玻璃制作的大型鱼缸和氧气袋。

微藻培养条件研究

微藻培养条件研究 【摘要】微藻因其特定的生理习性，在能源、环保、食品等领域有巨大的应用潜力，但目前大规模、高纯度培养微藻在实际中难于实现。因此，对微藻培养条件需要进行深入研究。本文根据近几年国内外对微藻的研究，对各种因子（N、P、光照、CO2等）对微藻生长过程及副产物产量的影响进行分析，为优化微藻培养条件改进垫定基础。 【关键词】微藻；培养条件 前言 微藻种类繁多、生长方式独特、产物丰富多样，使其在食品、医药、能源等领域有广泛的应用前景。但目前大规模、高纯度培养微藻在实际中难于实现。因此，对微藻培养条件需要进行深入研究。本文根据近几年国内外对微藻的研究，对各种因子（N、P、光照、CO2等）对微藻生长过程及副产物产量的影响进行分析，为优化微藻培养条件改进垫定基础。 1.微藻概况 微藻在陆地、海洋广泛分布，其生长周期短、速度快、繁殖能力强、个体较小，通常呈单细胞、丝状体或片状体，结构简单、以单细胞或集群生活，大部分能进行自养光合作用，少部分为异养生长，营水生、陆生、气生、共生的低等植物。微藻营养丰富、光能利用度高，可将H2O、CO2和无机盐转化为有机源，是地球有机资源的初级生产力。 2.培养条件对微藻生长繁殖的影响 2.1氮源对微藻生长的影响 2.1.1氮浓度对微藻的影响 谢仁荣通过单因子分析法测定不同浓度的KNO3对丛粒藻生长的影响，得出当KNO3浓度为0时，葡萄藻几乎无生长。随着KNO3浓度的提高，丛粒藻的生长速率逐渐增大；当KNO3浓度大于200mg/L时，继续增加KNO3的浓度，其生长速率增大已不太明显，但可延长葡萄藻的对数生长期，导致最后生物量的增加[1]。因此，在对数生长期添加适量氮源对获得较高的生物量是有利的。 2.1.2不同类型的氮源对微藻的影响 叶林超等研究了NH4HCO3、（NH4）2SO4、NaNO3、NH2CONH2、NH4C1和NH4H2PO4 6种氮源对小球藻生长的影响，得出在第3—5d时小球藻的生长指标达到最大值，添加NH4HCO3对小球藻生长的促进作用最明显，其细胞密度、

微藻接种及培养

接种就是把藻种接到新配好的培养液中的整个操作过程。接种过程虽很简单，但应注意藻种的质量、接种藻液的数量和接种的时间三个问题。 1、藻种的质量 藻种的质量对培养结果影响很大，一般应选取无敌害生物污染、生活力强、生长旺盛的藻种来接种培养。外观藻液的颜色正常，且无大量沉淀，无明显附壁现象发生。 2、藻种的数量 接种量和接种密度对提高产量甚为重要。接种量是指藻种的绝对数量；接种密度是指藻种接种后的密度。接种量，总的原则是“宜大不宜小”。室内利用三角烧瓶、细口玻璃瓶等进行藻种培养时，接种的藻液量与新配制的培养液量的比例为1:2—4。二级培养和三级培养由于培养容器容量大，接种量可根据具体情况灵活掌握，但最少不低于1:50.（一般我们三级接种是1:20） 3、接种的时间 一般来说，接种时间最好是在上午8—10时，不宜在晚上。因为不少藻类晚上藻细胞下沉，而白天藻细胞有趋光上浮的习性，尤其是具有运动能力的种类更明显。上午8—10时一般是藻细胞上浮明显的时候，此时接种可以吸取上浮的且运动能力强的藻细胞做藻种，弃去底部沉淀的藻细胞，起着择优的作用。

1、按微藻营养模式的不同，培养方式可分为光自养、混合营养和异养三种。 （1）光自养培养 光自养是微藻的自然营养方式。微藻的光合自养生长受到很多环境因素的影响，包括营养条件、光照、温度、pH和通气条件等。优化上述因素以满足微藻生长的需要，是光合自养条件下实现微藻高密度培养的前提条件。目前实现微藻高密度光合自养培养主要采用三种方法：优化微藻培养基和培养条件，采用不同稀释比及分批补料培养避免底物抑制，或采用连续培养提高微藻生产率，以及开发具有高光能传递效率的光生物反应器。 优化培养基和培养条件可以提高微藻的生物量和代谢产物的积累。在发状念珠藻细胞光合自养培养过程中，以BG11为基础培养基，采用中心组合设计对培养基成分进行优化，在优化后的培养基中培养20d，发状念珠藻细胞干重和多糖产量分别较优化前增加了50.6%和34.9%。康瑞娟等在15L气升式光生物反应器中进行了鱼腥藻7120的光合自养培养条件优化，在细胞生长的适宜条件下，变光强培养5d，藻细胞干重达到1.5g/L，与文献报道相似条件相比体积产率提高2.4倍。 分批补料培养是在微藻分批培养中，以某种方式向培养系统补加一定物料的培养技术。通过向培养系统中补加物料，可以使培养液中的营养物浓度较长时间地保持在一定范围内，既能保证微藻生长的需要，

国内微藻研究现状

国内对于微藻的利用及研究进展 摘要：在世界能源危机的影响下，生物质能源由于其环保性，被认为是一个最具有发展潜力的石油替代品。其中微藻就展现了在生物能源方面的重要角色。微藻是一类单细胞或简单多细胞的微生物，其生长快速，能够有效的固定，在细胞内合成油脂用于生物燃料的生产。 CO 2 近些年来，在世界能源危机的影响下，社会各界对于寻求新的可再生能源方面的关注度不断的提高。人们已在沼气，生物醇类，生物柴油等方面取得一定的成效。但面对世界对燃料的巨大需求量，人们要不断的研究开发更高效的生物能源获取方式。 藻类作为一种重要的可再生资源，具有分布广、生物量大、光合高效、含脂量高的优点。其中的微藻在此方面更是具有突出地位。随着世界各国各科研机构对微藻的研究的不断深入，利用微藻改善大气环境，生产生物燃料已成为现实。本文结合国内外对微藻研究的进展，综述利用微藻的优势，生产生物柴油的微藻的筛选，生物柴油的生产技术手段，以及生产中存在的问题和展望等。 1 微藻开发的优势地位 微藻是一类数目巨大的可再生资源，具有较高的CO2固定效率。利用微藻开发生物质能源的优势地位可以总结为一下几点：光和效率高，适应能力强，且不占用耕地；细胞结构简单，含油脂量高；微藻燃烧值高，环境友好。同时，微藻通过细胞代谢产生藻多糖、蛋白质、色素、氨基酸等，为丰富的人体必须营养活性成分，可以作为功能保健品和某些疾病的专方或辅助药物。 微藻不论是在减排CO2方面，还是在生物新能源的开发上都是十

分重要的。微藻是一类单细胞或简单多细胞的微生物，生长迅速，固定CO2和储存太阳能的效率是陆生植物的10-50倍。因此，微藻的产业化生产可以用于CO2减排，缓解地球的温室效应。同时，微藻较高的油脂含量，特别是一些微藻在异养或营养限制的条件下，油脂含量可达20%-70%。若按微藻含油脂量30%计算，年产油脂微藻1.5-2.5万吨，可制备微藻生物柴油3000-5000吨，能有效转化CO2约2.7-4.5万吨。 2 利用微藻生产生物能源的研究现状 目前利用微藻开发可再生能源的领域包括：制备生物柴油，微藻产烃，厌氧发酵制备甲烷等。利用微藻生产生物柴油的同时，藻渣可以用于动物饲料、有机肥料和甲烷生产。 2.1 产油微藻的筛选和高富含培养研究 目前国内研究较多的产油微藻有：小球藻、硅藻，小环藻等。大多数的微藻的油脂含量在20%以上；经过特殊培养，微藻油脂含量可以达到50%以上。通过基因工程改良和培养条件的控制，微藻的产油效率会更高，生物能源的生产量也会更高。 提高微藻细胞油脂含量的最主要方式是高油藻的筛选培育和基因工程构建，通过改变微藻的培养方式也可以，控制微藻的代谢途径，也可以达到提高微藻细胞含油率的效果。研究发现，微藻细胞的含油率会受培养光照、温度、盐度、氮源、硅和Fe3+的影响。 氮源对各种微藻的脂类组成起着关键性作用。氮源限制培养可以提高总脂含量。温度对微藻的油脂含量影响因藻种类而不同，但总体

海洋微藻培养技术的研究进展08051122赵飞

海洋微藻培养技术的研究进展 学院：海洋学院 班级：080511 学号：08051122 姓名：赵飞 指导老师：曹春晖 日期：2011-12-10

摘要：海洋微藻不仅富含蛋白质、脂肪和碳水化合物这三大类人类所必需的物质，而且还 含有各种氨基酸、维生素、抗生素、高不饱和脂肪酸以及其它多种生物活性物质。近年来丰 富的海洋微藻资源成为人们探讨的热点，海洋微藻的培养技术已经引起了国内外学者的广泛 关注。本文概括性介绍海洋微藻的主要培养技术，其中包括一、二、三级培养，细胞的固定 化培养与光生物反应器培养。 关键词：特点培养条件培养方式固定化培养光生物反应器技术展望 Study of marine microalgae cultivation technology advances Abstract：Marine microalgae not only rich in protein, fat and carbohydrates necessary for the three categories of human material, but also contains various amino acids, vitamins, antibiotics, high unsaturated fatty acids and other bioactive substances. The rich resources of marine microalgae in recent years become a hot spot of marine microalgae cultivation technology has attracted wide attention from scholars. This general description of the main culture of marine microalgae, including one, two, three training, culture and immobilized cell bioreactor light. Keywords：Features Culture conditions Training methods Immobilized culture Photobioreactor Technology Foresight 随着全球性资源短缺压力的日益增加，世界沿海国家都把主要注意力集中于海洋生物的 开发利用。由于海洋微藻具有生长速度快、光合效率高、无性繁殖和适应性强等特点，是蛋 白质、精细化工和医药开发的重要资源，现已成为世界各国研究的热点[1]。因此，开发、培 养和利用海洋藻类将是长远解决人类食品资源和能源的重要途径。当今人们对微藻的开发和 研究进入了一个崭新时期，微藻的培养和产品开发成为新兴的生物技术产业，海洋微藻培养 技术也随着人们对微藻认识的加深不断发展。 一些发达国家已把细胞工程、基因工程、细胞固定化和生物反应器等为基础的生物技术 作为育种手段和优化培养条件，用于微藻类的开发研究，其重点是开发具有高附加值的精细 化工产品和医药品[2]。因此把生物技术与传统的育种技术结合起来，在微藻类的开发中，将 产生巨大的社会效益和经济效益。 1.微藻的特点 微藻是一类光能自养型单细胞生物，能有效地利用光能将、和无机盐转化为有 机资源，是地球有机资源的初级生产力，迄今已知的藻类约有3万余种，其中微藻约占70%。从1987年至今，新发现的具有开发价值的药用海洋天然产物已达434种。微藻具备如下特点：

常用微藻培养液配方

二、常用微藻培养液配方 微藻种类不同，培养液的配制方法也不同，即使同一种类，个人的惯用方法也不同。现将硅藻、金藻、绿藻、黄藻和蓝藻常用的培养液配方介绍如下： （一）硅藻类培养液 1、三角褐指藻、新月菱形藻培养液（1） 人尿5毫升 海泥抽取液20-50毫升 海水1000毫升 2、三角褐指藻、新月菱形藻培养液（2） 硫酸铵[（NH4）2SO4]或硝酸铵（NH4NO3）30毫克 过磷酸钙发酵尿液3毫升 柠檬酸铁（FeC6H5O7) 0.5毫克 海水1000毫升 过磷酸钙发酵尿液是将1%的过磷酸钙加入尿中发酵而成，可补充尿液中的磷肥不足和保持氮肥。 3、三角褐指藻、新月菱形藻培养液（3） 人尿1.5-2毫升 硝酸钠（NaNO3) 50毫克 磷酸二氢钾（KH2PO4）5毫克 硫酸铁[Fe2(SO4)3](1%溶液）5滴 柠檬酸钠（2Na3C6H507·11H2O) 10毫克 硅酸钠（Na2SiO3) 10毫克 维生素B12 0.2微克 海水1000毫升 适于小型和中继培养，加入10-20毫升海泥抽取液效果更好。 4、三角褐指藻、新月菱形藻培养液（4） 硝酸铵（NH4NO3）30-50毫克 磷酸二氢钾（KH2PO4）3-5毫克 柠檬酸铁铵[Fe(NH4)3(C6H5O7)] 0.5-1.0毫克 硅酸钾（K2SiO3) 20毫克 海水1000毫升 5、厄尔德-施赖伯培养液 硝酸钠（NaNO3) 100毫克 磷酸氢二钠（Na2HPO4·12H2O）20毫克 海水1000毫克 是最简单的配方，适应于硅藻的培养。 6、黄海所角毛藻培养液 硝酸铵（NH4NO3) 5-20毫克 磷酸二氢钾（KH2PO4）0.5-1.0毫克 柠檬酸铁（FeC6H5O7) 0.5-2.0毫克 海水1000毫升 加入少量人尿，效果更好。 7、生产上用硅藻培养液 硝酸钠60克（或15克硝酸钠+20尿素） 磷酸二氢钾（KH2PO4）4克 硅酸钠（Na2SiO3) 4.5克 柠檬酸铁（FeC6H5O7) 0.045克 消毒海水1米3 适合生产上培养三角指藻、新月菱形藻和角毛藻。