【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】異養(yǎng)培養(yǎng)是一種新型的微藻生物質(zhì)生產(chǎn)方式，與傳統(tǒng)的光自養(yǎng)培養(yǎng)相比具有效率高、可控性高、易于工業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)勢。然而，相對于一般工業(yè)微生物(如細(xì)菌和酵母)而言，目前微藻在異養(yǎng)培養(yǎng)條件下能夠達(dá)到的生物量濃度仍然很低(<100 g/L)，這也限制了這項(xiàng)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。開發(fā)穩(wěn)定、的微藻高密度異養(yǎng)培養(yǎng)技術(shù)是目前微藻生物技術(shù)領(lǐng)域廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)。
中國科學(xué)院水生生物研究所研究人員以一株可異養(yǎng)培養(yǎng)的富油柵藻為研究對象，通過過程優(yōu)化，尤其是的葡萄糖濃度控制這一關(guān)鍵技術(shù)的突破，實(shí)現(xiàn)了該藻的超高密度培養(yǎng)——在實(shí)驗(yàn)室和中試發(fā)酵罐放大條件下，柵藻細(xì)胞干重分別達(dá)到286和283.5 g/L，為目前上報(bào)道的微藻培養(yǎng)生物量濃度水平，且已遠(yuǎn)高于所有已知的工業(yè)微生物(細(xì)菌和酵母)的生物量水平。
該項(xiàng)研究還發(fā)現(xiàn)異養(yǎng)藻細(xì)胞作為種子在室外中試規(guī)模光反應(yīng)器中的油脂生產(chǎn)性能明顯優(yōu)于光自養(yǎng)培養(yǎng)來源的藻細(xì)胞。進(jìn)一步技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析表明，當(dāng)異養(yǎng)培養(yǎng)條件下的細(xì)胞干重達(dá)到一定高濃度水平(>200 g/L)時(shí)，微藻生物質(zhì)生產(chǎn)成本與傳統(tǒng)跑道池持平，且僅為管道式光反應(yīng)器培養(yǎng)系統(tǒng)的五分之一。因此，微藻超高密度異養(yǎng)培養(yǎng)技術(shù)具有巨大的商業(yè)化潛力。
該研究結(jié)果于10月15日在生物工程領(lǐng)域?qū)W術(shù)期刊Biotechnology and Bioengineering 在線發(fā)表。該研究得到國家開發(fā)投資公司、湖北省自然科學(xué)基金和中科院重點(diǎn)部署項(xiàng)目的資助，由中科院水生所、國家投資開發(fā)公司微藻中心和暨南大學(xué)合作完成。論文作者是水生所微藻生物技術(shù)和生物能源中心助理研究員金虎和博士研究生張虎，通訊作者為研究員韓丹翔和胡強(qiáng)。
據(jù)悉，在此研究基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)已實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)蛋白、β-1,3葡聚糖、蝦青素、多不飽和脂肪酸等多種經(jīng)濟(jì)微藻的異養(yǎng)超高密度培養(yǎng)，目前正在開展這些功能微藻在飼料、功能食品等領(lǐng)域的產(chǎn)品開發(fā)工作。高密度異養(yǎng)培養(yǎng)技術(shù)的突破將極大地推動(dòng)微藻作為能源、食品、飼料原料的應(yīng)用，為相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入新動(dòng)能。
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