普通小球藻高密度高品质培养技术及其放大研究.pdf

覆建覆f】 第三届海洋生物高技术论坛 2005．08．19-23 普通小球藻高密度高品质培养技术及其放大研究+ 李兴武1，李元广H，杨东2，安洋1，冯晓玲1，沈国敏1 (1．华东理工大学海洋生化工程研究所、生物反应器工程国家重点实验室，上海200237； 2．上海泽元海洋生物技术有限公司，上海200237) 摘要：本文在摇瓶、5L生物反应器／1L平板光生物反应器串联系统和50L生物反应器／30L平 板光生物反应器串联系统中，对普通小球藻高密度高品质培养技术及其放大规律进行了研究。 在摇瓶中获得了适合于普通小球藻异养．光自养串联培养的培养基(HA—SK培养基)。在5L 生物反应器／1L平板光生物反应器串联系统中建立了普通小球藻异养．稀释．光自养串联培养工 大至50L生物反应器／30L平板光生物反应器串联系统，经过58．20h异养培养细胞密度可达 54．529m，采用光自养培养基稀释至14．88g／L转入光自养培养，41．90h后藻体蛋白质和叶绿 器异养培养结束时的藻细胞稀释液(12．66∥L)，在户外光自养培养8h可使藻体蛋白质和叶绿 球藻高密度高品质培养技术可进一步放大实现工业化生产。 关键词：普通小球藻；高密度高品质培养；异养．光自养串联培养；蛋白质；叶绿素；放大 小球藻富含蛋白质、多种色素、B族维生素、必需氨基酸、微量元素和一些生物活性代谢 产物【J】，而且同时具有抗癌、抗辐射、抗感染、抗氧化、防治高血脂症、防治便秘以及骨髓抑 2|。 制等一系列生理保健功能，是目前保健食品开发应用最理想和研究最多的微藻之J 目前，小球藻的大规模培养方法通常是采用传统的开放式户外大池光自养培养，虽然其成 本低，藻体品质高【3j(蛋白质含量51％，叶绿素含量24．4 mg／gDW)，但由于细胞密度低(0．2～ 0．59DW／L)、易污染等缺点【4】，使其发展受到较大的限制。采用异养方式培养小球藻虽可较大 幅度地提高细胞密度15’6】，但获得的藻体与光自养培养相比，其品质低(即蛋白质和色素的含 量明显下降)【7’8’9’101，从而极大地影响了其使用价值。因此，实现小球藻的高密度高品质(富 o】在2．5L生物反 含高蛋白和高色素)培养是小球藻培养中亟待解决的关键技术。Ogbonna等【l 应器／3．0L管式光生物反应器中，采用Endo培养基异养一光自养串联培养蛋白核小球藻 (ChlorellapyrenoidosaC．212)，可使藻细胞密度及蛋白质和叶绿素含量分别可达149DW／L、 vulgaris)是小球藻属中常用的三个藻种之一，其在异养高密度培养过程中也存在晶质下降问 题【9】。有关普通小球藻的高密度高品质培养以及微藻的异养一光自养串联培养过程放大这二方 面的研究，在文献中尚未见报道。 0j培养普通小球藻，结果表明Endo培养基 本文采用Ogbonna等使用的培养基和培养方式11 +国家863计划海洋生物技术主题资助课题(2004AA626040) +通讯联系人：李元广，E—mail：ygli@ecust．edu．cn 33l 福建霞n 第三弱海洋生物高技术论坛 200s．08．19．23 不适合于普通小球藻高密度高品质培养，藻细胞密度及蛋白质和叶绿素含量分别仅 养基)为出发培养基，获得了适合于普通小球藻高密度高品质培养的培养基(文中简称HA．SK 培养基)，建立了普通小球藻高密度高品质培养工艺，且对工艺的放大进行了研究，同时进行 了户外自然光照实验和工业化大规模生产的可行性分析。 1材料与方法 1．1材料 藻种：普通小球藻(Chlorella vulgaris)，购自中国科学院武汉水生生物研究所。