何为微藻？

微藻不是一个分类学的名词，而是指那些在显微镜下才能辨别其形态的微小的藻类群体。微藻通常是指含有叶绿素a并能进行光合作用的微生物的总称，属于原生生物的一种。目前应用生物技术进行大量培养或生产的微藻分属于8个藻门：蓝藻门、隐藻门、甲藻门、金藻门、黄藻门、硅藻门、硅藻门、裸藻门和绿藻门。

微藻制品在生物各领域的应用情况

医药工业	A.不饱和脂肪酸（DHA、RHA）在婴儿食品和保健品中的使用都深受人们的欢迎 B.微藻胶体（ECP）有较强的抗肿瘤活性引起国内外专家的关注 C.微藻富含PUFA，能减低血液的粘稠度, 降低血液中胆固醇和低密度脂蛋白的含量，从而起到预防和治疗心血管疾病的作用 D.微藻多糖能够抗辐射、抗氧化，并能提高机体免疫力、促进淋巴细胞转化和抑制癌细胞增殖 E.杜氏藻中富含的β-胡萝卜素可抑制自由基的活性,减少过氧化物对组织的损伤，提高吞噬细胞和淋巴细胞的功能，促进细胞释放一些抗肿瘤因子，对白内障、黄斑变性病以及心血管病有一定的防护作用 F.小球藻内含有的生长因子（CGF），能促进机体特别是儿童的生长发育和体质的增强，并能使免疫系统功能得到强化。
食品工业	微藻（小球藻、栅列藻、新月藻、螺旋藻、杜氏盐藻）的营养价值比较高，原因是： A. 蛋白质含量高达65-70%；细胞内含有多种维生素，特别是VB12最丰富； B. 富含8种人体必需的氨基酸; 某些藻类（如螺旋藻、杜氏藻）中含大量的β-胡萝卜素,可有效地抗生物氧化； C. 含有多种微量元素，如铁、钾、钠、镁和钙等； D. 含有大量的藻胆蛋白，能增强机体的免疫功能。
动物饲料	小球藻等可作为优质饵料，可提高水产动物，特别是海珍品育苗的成活率，降低育苗成本，提高幼体的免疫力和活力，还可使观赏鱼的体色鲜艳。 日本DIC公司在泰国兴建的螺旋藻养殖场年产藻粉150T，其中作饵料或饲料的就50-60t；墨西哥某公司年产藻粉300T，其中有100T用于饵料或饲料；我国台湾省年产300T藻粉,其中有120T用于虾苗和其它海珍品、观赏鱼类、鸟类的饲料。
环境监测	Ø小球藻可空气甲醇蒸汽和四氯乙烯 Ø莱茵衣藻检测气体中的甲醇、甲醛
净化环境	Ø分解海洋中的有机毒物 三丁基锡可被绿藻门的镰形纤维藻、硅藻门的中肋骨条藻降解为二丁基锡，绿藻门的小球藻可将三丁基锡降解为二丁基锡和一丁基锡，此时海洋环境大幅降低。 Ø吸附废水中的重金属 常规的重金属处理方法包括：化学沉淀、溶剂萃取、离子交换、电化学处理等，海洋微藻作为吸附材料处理重金属的优点有：原料易得、不产生二次污染、吸附容量大、去除率高、洗脱简单方便吸附剂和重金属的回收。
美容、化妆品	A. 微藻营养液能提供皮肤所需的氨基酸、藻多糖、超氧化物歧化酶（SOD）等多种营养活性成分； B.虾青素等多种高级抗氧化剂，有清除自由基的能力,起到防皱、抗辐射、抗衰老的作用； C. 微藻细胞中可提取能吸收紫外线的酪氨酸制剂,可防晒、祛斑； D.螺旋藻及其酶解产物还可刺激皮肤的新陈代谢,防止皮肤角化 。

传统微藻培养方式

开放式跑道培养系统

培养池以水泥、黏土、金属等材料储存培养液，以自然光为光源，借助风能、电能驱动搅拌通入空气，或通过鼓泡式、气石等完成二氧化碳的供应。

Ø优点：投资少、操作简单

缺点：易污染、易染菌、易受到外界环境及天气的影响、采收费用高、效率低、占地面积大、只能从上面透光

封闭式光反应器

此类生物反应器主体为透光材质，依靠气泵作为推动力进行传质，主要用于植物离散细胞、微藻和光合细菌等的大规模培养，多用于代谢物类型的微藻制品生产。

比对上述跑到培养系统，优点明显：

A. 污染水平降低，可以做到单种或纯种培养；

B. 可在室内进行培养，不受场地限制；

C. 相比于跑道池系统，尤其适合代谢制品的微藻培养。

异养发酵法培养微藻的优势

A.微藻生长速度加快，细胞密度提高。异养发酵的细胞密度可到达传统的大肠杆菌或酵母的水平；

B. 异养培养技术更易于控制且保证稳定生产，重复性高，连续生产质量稳定；

C. 通过驯化微藻的代谢方向和遗传特性，解除了光合作用对微藻的控制，缩短了微藻的代谢周期；

D. 可广泛借鉴传统高密度微生物发酵技术及设备经验，加快产业化速度。

异养发酵需要解决的问题

1.藻种的驯化

传统的微生物驯化是以产量最大化、菌种品质的稳定性为目的的，而微藻除此之外还需进行对异养能力的驯化，需要改变代谢路径，适应异养华体会体育最新地址 。可进行异养发酵法培养的微藻包括：蓝藻门、隐藻门、甲藻门、金藻门、黄藻门、硅藻门、硅藻门、裸藻门和绿藻门共计8门66属近百种。

2.华体会体育最新地址 的优化

异养发酵微藻一般是在光能自养华体会体育最新地址 的基础上添加碳源（糖类、乙酸钠）、蛋白水解物（蛋白胨、牛肉膏、酵母浸粉、尿素等）、B族维生素（生长刺激因子）等物质。

3.必须做到纯种

现代发酵法生产微生物制品绝大多数要求纯种发酵，微藻发酵同样如此，在整个发酵培养过程中必须做到纯种且不染菌，然而由于微藻生长速率相对普通的细菌等极慢，一旦染菌容易爆发，导致倒罐等，因此微藻发酵比传统类型的发酵更需要注意染菌防治。

4.高密度设计

异养发酵条件下，微藻的浓度水平接近大肠或酵母的发酵水平，美国Martek公司的培养EPA时的最大浓度达到48g/L，生产VC时最大浓度甚至达到100g/L,因此整个微藻发酵体系需要按照高密度培养方案设计。

5.后处理

微藻后处理及产物提取及设备选型参考常规微生物发酵模型即可。

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