超高細胞濃度小球藻的培養(yǎng)和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)
隨著科技的發(fā)展,單細胞綠藻在水產(chǎn)養(yǎng)殖,環(huán)境保護和人類保健品等眾多領(lǐng)域的研究與應(yīng)用正在不斷得到擴展,因此如何高效培養(yǎng)出超高細胞濃度小球藻來滿足各個應(yīng)用領(lǐng)域的需要是我國亟待解決的藻類生物技術(shù)關(guān)鍵課題。研究結(jié)果表明,某些綠藻不僅可以吸收利用無機碳通過光合作用來合成有機物,而且具備在無光照的情況下進行有機營養(yǎng)生長的功能,這為大規(guī)模培養(yǎng)超高細胞濃度小球藻的工業(yè)化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。 如果采用傳統(tǒng)光能自養(yǎng)培養(yǎng)小球藻,不僅所需培養(yǎng)時間長 (7天以上),而且最終獲得的生物量也低 (細胞干重小于3 g/l),如果采用異養(yǎng)培養(yǎng)小球藻的方式,可以在5天內(nèi)使培養(yǎng)出的藻生物量達到40 g/l左右,從而大大提高了生產(chǎn)效率,節(jié)約了成本。近二十年來,我們在藻類異養(yǎng)降解有機污染物研究的基礎(chǔ)上,終于成功篩選出了能夠進行異養(yǎng)培養(yǎng)的1株小球藻。通過培養(yǎng)技術(shù)的研究,使培養(yǎng)出的小球藻細胞干重濃度達到了40 g/l,已達到了國內(nèi)外先進水平,現(xiàn)將該技術(shù)進行轉(zhuǎn)讓。 應(yīng)用范圍: 1、在水產(chǎn)養(yǎng)殖方面:小球藻不僅可以直接或間接作為對蝦和多種名貴經(jīng)濟魚類苗種的餌料,而且還具有去除水中銨氮和亞硝酸氮等含氮污染物的作用。我國在水產(chǎn)養(yǎng)殖育苗過程中都對小球藻有非常大的需求,但我國尚未有超高細胞濃度小球藻的生產(chǎn)廠家,因此目前只有靠從國外(韓國、日本等)進口來滿足需要,這與中國作為水產(chǎn)養(yǎng)殖大國的身份極不相稱。本技術(shù)可以解決水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)對超高細胞濃度小球藻的需求。 2、環(huán)境保護方面:小球藻既可以降解去除有機污染物和銨氮等含氮化合物,同時可以吸附去除水中的重金屬,這在廢水處理和保證水生生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定方面都可以作為一種非常好的生物材料發(fā)揮重要作用。 3、保健食品方面:日本和中國臺灣首先將規(guī)模培養(yǎng)小球藻產(chǎn)業(yè)化,所獲得的藻細胞被制成小球藻片、小球藻色素提取物和其它保健食品,這些產(chǎn)品已占據(jù)市場多年,銷售價格一般在100到400美元/千克之間。因為小球藻含有多種增進人體健康的生命活性物質(zhì),作為人類健康食品是小球藻生產(chǎn)的一個重要發(fā)展方向。 4、生命活性物質(zhì)的生產(chǎn):可以從小球藻細胞內(nèi)提取葉綠素、葉黃素、類葉黃素和類胡蘿卜素等高價值營養(yǎng)品,既可作為色素添加劑應(yīng)用于各種食品和化妝品的生產(chǎn)及加工,又可作為高生物活性藥品用于增進人體健康和抵抗癌癥等多種疾病。
北京科技大學
2021-04-11