河海大学海洋学院开发出微藻高效培养技术与新型光反应器 ——有望通过科技创新引领水产 ...

　　文/图 姚婷，苏博成，李席席

　　微藻是一种原始的微小光合生物，富含蛋白质、不饱和脂肪酸、类胡萝卜素及维生素等多种营养物质，在食品、水产、饲料及环保等诸多行业具有广泛的应用价值。在水产行业，微藻基本为刚需应用，主要作为水产动物育苗的初级饵料、养殖水体的调水剂和动物免疫增强剂，在保障水产动物繁殖和发育、净化养殖水质、维持健康养殖环境及防治水产养殖病害等方面起到重要作用。近年来，随着国家对水产养殖尾水管控要求提高和饲料行业“禁抗、限抗”政策的实施，具有养殖水体净化和防治水产病害双重功效的微藻深受水产养殖户的青睐，基于微藻的生态健康养殖模式已逐渐成为水产养殖业的主要发展趋势。

　　长期以来，微藻的培养主要采用传统的光自养培养模式，利用阳光或人工光源，依靠微藻的光合作用进行藻细胞培养，存在生长速率慢、藻细胞浓度低、杂菌杂藻污染严重、养殖水量大、稳定性差、产量和质量难以保障等问题，严重制约了微藻在水产行业的规模化应用。

　　针对上述问题，河海大学海洋学院海洋生物技术团队基于微藻同时具备“植物”的光合自养和“微生物”的化能异养特性，为了最大化发挥出藻细胞双重营养特性，在有机碳源和光照同时存的条件下，在无菌光反应器中培养微藻纯种，以光驱动发酵技术，实现了微藻的快速生长和繁殖。与传统的光自养模式相比，藻细胞生长速率和浓度提高10倍以上，藻细胞活性物质（如微藻多糖）产量提高3倍以上。同时，为了避免微藻光驱动发酵技术受制于需要高温、高压灭菌的光发酵罐等设备条件，借鉴于用于动物细胞培养的一次性生物反应器，基于生物反应器工程原理和射线灭菌技术，研制出了能够多次循环使用的薄膜式无菌光生物反应器，极大地解决了微藻光驱动发酵技术的应用场景和范围受限的问题。尤其对于水产行业而言，微藻薄膜式无菌光生物反应器的微藻培养效率高、结构紧凑、占地面积小，操作方便、非常适合水产养殖农户在养殖现场使用。除此之外，该新型微藻光生物反应器也适合高附加值微藻，如雨生红球藻和裸藻等的高密度、高品质培养，适合微藻企业对食品和医药级微藻及藻类相关生物制品的生产。

　　河海大学海洋学院开发的微藻高效光驱动发酵技术及其相应的无菌薄膜式新型光生物反应器适用于所有微藻种类的高效率高品质培养，并且极大地扩展了应用条件苛刻的微藻光驱动发酵技术的使用范围，在无需复杂和高精端发酵设备条件下即可应用，同时显著降低投资成本。微藻高效光驱动发酵技术和新型光反应器的研制有望加快微藻培养技术的发展，尤其是水产行业中微藻培养技术的发展，为水产行业微藻的规模化、低成本应用提供技术支撑，进一步拓展微藻在水产养殖业的应用范围，提高使用微藻养殖农户的比例，减少水产养殖病害损失、促进水产养殖业的提质增效和高质量发展。