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水生所在微藻異養高密度培養技術上取得突破性進展
作者: 金虎 | 2019-10-22 | 浏览量:

 

  異養培養是一種新型的微藻生物質生産方式,與傳統的光自養培養相比具有效率高、可控性高、易于工業化生産的優勢。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生物量濃度仍然很低(<100 g/L),這也限制了這項技術的産業化應用。開發穩定、高效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员以一株可异养培养的富油栅藻为研究对象,通过过程优化,尤其是精准的葡萄糖浓度控制这一关键技术的突破,实现了该藻的超高密度培养——在实验室和中试发酵罐放大条件下,栅藻最高细胞干重分别达到286283.5 g/L,爲目前國際上報道的最高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)的最高生物量水平。 

  該項研究還發現異養藻細胞作爲種子在室外中試規模光反應器中的油脂生産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幹重達到一定高濃度水平(>200 g/L)時,微藻生物質生産成本與傳統跑道池持平,且僅爲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1015日在生物工程領域國際經典學術期刊《Biotechnology and Bioengineering》在線發表(https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/bit.27190)。本研究得到国家开发投资公司、湖北省自然科学基金和中國科學院重点部署项目的资助,由中國科學院水生生物研究所、国家投资开发公司微藻中心和暨南大学合作完成。论文第一作者是水生所微藻生物技术和生物能源中心助理研究员金虎和博士研究生张虎,通讯作者为韩丹翔和胡强研究员。 

  據悉,在此研究基礎上,研究團隊已實現了高産蛋白、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、功能食品等領域的産品開發工作。高密度異養培養技術的突破將極大程度地推動微藻作爲能源、食品、飼料原料的應用,爲相關産業的發展注入新動能。 

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