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超高細胞濃度小球藻的培養和產業化生產

隨著科技的發展，單細胞綠藻在水產養殖，環境保護和人類保健品等眾多領域的研究與應用正在不斷得到擴展，因此如何高效培養出超高細胞濃度小球藻來滿足各個應用領域的需要是我國亟待解決的藻類生物技術關鍵課題。研究結果表明，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生長的功能，這為大規模培養超高細胞濃度小球藻的工業化生產奠定了基礎。如果采用傳統光能自養培養小球藻，不僅所需培養時間長 (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)，如果采用異養培養小球藻的方式，可以在5天內使培養出的藻生物量達到40 g/l左右，從而大大提高了生產效率，節約了成本。近二十年來，我們在藻類異養降解有機污染物研究的基礎上，終于成功篩選出了能夠進行異養培養的1株小球藻。通過培養技術的研究，使培養出的小球藻細胞干重濃度達到了40 g/l，已達到了國內外先進水平，現將該技術進行轉讓。應用范圍： 1、在水產養殖方面：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。我國在水產養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，這與中國作為水產養殖大國的身份極不相稱。本技術可以解決水產養殖業對超高細胞濃度小球藻的需求。 2、環境保護方面：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系統的平衡與穩定方面都可以作為一種非常好的生物材料發揮重要作用。 3、保健食品方面：日本和中國臺灣首先將規模培養小球藻產業化，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，這些產品已占據市場多年，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，作為人類健康食品是小球藻生產的一個重要發展方向。 4、生命活性物質的生產：可以從小球藻細胞內提取葉綠素、葉黃素、類葉黃素和類胡蘿卜素等高價值營養品，既可作為色素添加劑應用于各種食品和化妝品的生產及加工，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

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