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儀表網 儀表研發】異養培養是一種新型的微藻生物質生產方式,與傳統的光自養培養相比具有效率高、可控性高、易于工業化生產的優勢。然而,相對于一般工業微生物(如細菌和酵母)而言,目前微藻在異養培養條件下能夠達到的生物量濃度仍然很低(<100 g/L),這也限制了這項技術的產業化應用。開發穩定、的微藻高密度異養培養技術是目前微藻生物技術領域廣泛關注的熱點。
中國科學院水生生物研究所研究人員以一株可異養培養的富油柵藻為研究對象,通過過程優化,尤其是的葡萄糖濃度控制這一關鍵技術的突破,實現了該藻的超高密度培養——在實驗室和中試發酵罐放大條件下,柵藻細胞干重分別達到286和283.5 g/L,為目前上報道的微藻培養生物量濃度水平,且已遠高于所有已知的工業微生物(細菌和酵母)的生物量水平。
該項研究還發現異養藻細胞作為種子在室外中試規模光反應器中的油脂生產性能明顯優于光自養培養來源的藻細胞。進一步技術經濟分析表明,當異養培養條件下的細胞干重達到一定高濃度水平(>200 g/L)時,微藻生物質生產成本與傳統跑道池持平,且僅為管道式光反應器培養系統的五分之一。因此,微藻超高密度異養培養技術具有巨大的商業化潛力。
該研究結果于10月15日在生物工程領域學術期刊Biotechnology and Bioengineering 在線發表。該研究得到國家開發投資公司、湖北省自然科學基金和中科院重點部署項目的資助,由中科院水生所、國家投資開發公司微藻中心和暨南大學合作完成。論文作者是水生所微藻生物技術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。
據悉,在此研究基礎上,研究團隊已實現了高產蛋白、β-1,3葡聚糖、蝦青素、多不飽和脂肪酸等多種經濟微藻的異養超高密度培養,目前正在開展這些功能微藻在飼料、功能食品等領域的產品開發工作。高密度異養培養技術的突破將極大地推動微藻作為能源、食品、飼料原料的應用,為相關產業的發展注入新動能。
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