普通小球藻异养-光自养串联培养的培养基

［１ １］Ｏｈｈ ｍａＴ —ａ ，Ｍｉａｈ ．Ｍｉ ｏ ｌａ ｏｅｌ ｌｇ ： ｈｏｅ ａ［ ． ｙｃ ｉＳ ｃ ａｇ ｌ ｔｃ ｏｙ Ｃ ｌｒｌ Ｍ］ ｒ Ｂｉ ｍｏ ｌ
Ｌ ｎｄ ｎ： ｍｂ ｄ ｉ ｅ ｓｔ ｅ ｓ ８ ７ ２ ｏ ｏ Ｃａ ｒ ｇｅＵｎ ｖ ｒ ｉ Ｐｒ ｓ ，ｌ ８． －３ ． ｉ ｙ ９
Ａｕ ｏｒ ｐ ｉ Ｃｕ ｔ ａｉｎ — Ａｎ ｔｔｏ ｈ ｃ ｌｖ ｔ ｉ ｏ — Ｅｆ ｃｅ ｔ ｉ ｆ ｉｎ Ｍ ｅｈ ｄ ｆ ｒ ｄ ｃｎ ｔ ｏ ｏ Ｐ ｏ ｕ ｉｇ
Ｃ ｌｒｌ ｉｍａｓｆｒＨｅｌ ｏ ｄａ ｄＡ ｉ ｌＦ ｅ ［ ． ． ｐ． ｈｏｅｌ Ｂ ｏ ｓ ｏ ａｔ Ｆ ｏ ｎ ｍａ ｅｄ ． Ｊ Ａｐ １ ａ ｈ ｎ 『 】
中 国食 品学 报 ， ０ ２ ２２： ９ ７ ． ２ ０ ， （）６ — ２
Ａｃｕ ｌｔ ｎｉ ｓ ｒ Ｓｎｐｓ ｌａ Ｓｅ ｌ ｇ ［］Ｐ ｙｉ１Ｐａｔ ｃ ｍｕａ ｏ Ｍｕｔ ｄ（ｉａ ｉａｂ ） ｅｄｉ ｓ Ｊ． ｈ ｓｏ． ｌ ． ｉ ｎ ａ ｎ ｎ ，
ｌ９ ， ８ ３ ９ ８ ． ９ ０ ７ ： ７ —３ ７
普通 小球藻异养一 自养 串联 培养 的培养基 光
李兴武 李元 广 沈 国敏 杨 东 ， ， ，
（．生物 反应 器 工程 国家 重 点实验 室 ，华 东理 工大 学海 洋 生化工 程研 究所 ，上海 ２ ０ ３ １ ０ ２７ ２ ．上海泽 元海 洋 生物 技术 有 限公 司， 上海 ２ ０３ ） ０２ ７
［ ３ 】李师翁 ，李虎乾 ，张建军． 小球藻大规模培养研 究的进展 ［ ． Ｊ 植 】
物学通报， ９ ８ ｌ（）４ — ０ １９ ， ５４： ５ ５ ． ［１李师翁 ，李虎乾 ．小球 藻干粉的营养学与毒理 学研究 ［ ．食 品科 ４ Ｊ １ 学 ， ９ ７ ｌ（）４ — １ １９ ， ８７： ８ ５ ．
光 自养 串联培养 ， 异养培养周期从 ６ ０ｈ缩短至 ４ ， ８ 异 ｈ 养 培养结束时细胞密度可达 １．７ ／．光 自养培养后藻 ３１ Ｌ ｇ
体 蛋 白质 和叶绿素含量分别达 ４ ． ％和 ３ ． ｇｇ 分 ９５ ７ ０１ ｍ ／， ７
Ａ２［】Ｄｏ１Ｂ ｌ． ｋ ｄ Ｎａ ｋ ｌ８ ， ４５： ８ — ９ ． Ｊ． ｋ． ｏｇ Ａ ａ ． ｕ ， ９ ｌ３ （）６ ７ ６ ０
量 １％， ０ 装液量 １０ｍ 培养温 度 ３ ℃， ０ Ｌ， ０ 摇床转速 １０ ５
ｒ ｎ，光 强 ８ ０ ／ ｍｉ ０ ０ｌ ｘ．
养方 式实现普通小球藻 高密度 高品质 培养 ， 以普通小 拟
为基础 ，首先解决培养基 问题 ．
球藻培 养所用 Ｓ ｒｋｎ Ｋ ａ ｓ 培养基【 （ ｏｏ ｉ－ ｒ ｓ ｕ ¨ 简称 Ｓ Ｋ培养基） ２３ 反应 器异养一 自养 串联培养方法 －２ ． 光
藻种 ：普通 小球 藻（ｈｏｅ ａｖｌａｉ ，购 自中国科 Ｃ ｌ ｌ ｇ ｒ ） ｒｌ ｕ ｓ
培养条件为 ：接种量 １ ％，装液量 ３ ，温度 ３ ℃ ， ０ ．Ｌ ６ ０
收稿 日期 ：２ ０ ＿ ４ １ ，修 回 日期 ：２ ０ － ５ ２ ０５＿ ＿ ８ ０ ０ ５０ — ７ 基 金项 目：国家 ８３计 划海 洋 生物 技术 主题 基金 资 助项 目（ ６ 编号 ：２ ０ＡＡ ２ ００ ０ ４ ６ ６ ４）
Ｐｈ ｃ １ ９ ７ ９ ３ ９ ６ ． ｙ ｏ ． ９ ， ： ５ －３ ６ ，１
实现普通 小球藻高密度 高品质培养是完全可行 的．
参考文献 ：
［】葛毅 强，陈颖 ，孙爱 东，等．微藻功 能食品的研究 开发现状和前 １
景 ｍ ．中 国 畜 产 与 食 品 ， ９ ９ ６２： ０ ８ ． １９ ， （）８— １
２ ３ 培养方法 ．
２３１摇瓶异养一 自养串联培养方法 ＿ ． 光
２０ｍ ５ Ｌ摇 瓶中异养培养普通小球藻 ，待培养 液中
遍采用 的藻种之 一 ， 其在异养 高密度 培养过程 中也存在
品质下 降 问题 ［． 研究 尝试通 过异 养一 自养 串联 培 ９ 本 】 光
葡萄糖 消耗 完后，开启外部光源进行光 自养培养 ，接种
４ 结 论
获得 了适合 于普 通小球 藻高 密度 高 品质 培养 的异
养一 自养 串联 培养 基 ，采用 该培 养基在 摇瓶 中异养一 光
Ｈｅｅｏｒｐ ｉ Ｎｕｒｔ ｎ Ｍｏ ｅ ［］ Ｃ ｅｈ Ｒｅ． ＣＺ ８ ６ ８ ｔｒｔ ｈｃ ｏ ｔ ｉ ｉｏ ｄ Ｐ． ｚ ｃ ｐ： ２８３，
１ 前 言
小球藻 富含 蛋 白质 、多种色 素、Ｂ族维生素 、必需
学院武汉水生生物研 究所 ． ２ ２培养基 ．
氨基酸 、微量元 素和一些生物活性代谢产 物Ｉ，而且同 ”
时具有抗癌 、抗辐 射 、 抗感染 、抗氧化 、 治高血脂症 、 防
本工作共涉及 ３种培养基 ，其 中 Ｈ Ｓ Ａ— Ｋ培养基为
１ 板 光 生 物 反 应 器 串联 培 养 ， 细 胞 密 度 最 高 可 达 １ ． ／ ， 体 蛋 白质 和 叶绿 素含 量 分 别 达 ５ ．８ Ｌ平 藻 ５３ Ｌ 藻 ６ｇ ４７ ％和 ３ ．Leabharlann Baidu ／． １ ｇ ２ ｍｇ
表 明采用 Ｈ Ｓ Ａ— Ｋ培养基 进行异养一 自养 串联培养可实现普通 小球 藻的高密度 高品质 培养． 光 关键词 ：异养一 自养 串联培养 ；普通小球藻 ；培养基 ；蛋 白质 含量；叶绿素含量 光 中图分类号 ：Ｑ９ ９２ ４． 文献标识码：Ａ 文章编号 ：１０ — ０ Ｘ ２ ０ ）２ ０ ７ — ４ ０ ９ ６ ６ （０ ６０ — ２ ７ ０
作 者简 介 ：李 兴武 （９ ９ ） ，湖 北省 荆 门市人 ，硕 士研 究 生 ，生物 化 工专 业： 李元 广 ，通讯 联系 人 ，Ｅｍ ｉ ｙ ｌ ｃ ｓｅｕｃ． １７一 ，男 — ａｌ ｇｉ ｕｔｄ ． ： ＠ｅ ． ｎ
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摘
要 ：采用单 因素实验 和均 匀实验获得 了适合于普通 小球藻异养一 自养 串联培 养的培养基（Ａ— Ｋ培 养基１ 光 Ｈ Ｓ ，其 关
键是 ＣＮ 比和保证足够 的 Ｃ， ／ Ｎ供应．采用该培养基在摇瓶 中异养一 自养串联培养普通小球藻 ， 光 异养培养结束 时细胞 密 度 达 １ ． ／ 经 过 ３ ３１ ｇＬ， ７ ６ｈ光 自养 培 养 后 藻 体 蛋 白质 和 叶 绿 素 含 量 分 别 达 ４ ．５ ９ ％和 ３ ． ／． ５ 生物 反应 器和 ７ ０１ ｍｇｇ 用 ７ Ｌ
别 比初始培养基提高 了 ６ ． ９８ ％和 ６ ． 进 一步在 ５ Ｌ ８ ％． ７ 生物反应器／ Ｌ平板光 生物 反应器 串联体系 中验证 了该 １
培养基 的培养效果 ，说明采用 该培养基在生物反应器 中
【Ｏ ｌ】Ｏｇ ｏｎ ｂ ｎ ａ Ｊ Ｃ，Ｍａｕ ｓ ｉＨ，Ｔ ｎｋ ａ ａ ａ Ｈ．Ｓ ｑ ｅ ｔ ｌＨｅｅｏ ｏ ｈｃ ｅｕｎｉ ｔｒｔ ｐ ｉ： ａ ｒ
反应器 培养在 ５Ｌ生物反应器／ Ｌ开放式平板 光生 １
２ 材料 与方 法
２ １材 料 ．
物 反应器 串联培养体系 中进行． ５Ｌ生物 反应器 中进 在 行异 养培养 ，待培养液 中有机碳源消耗 完后，将其 转入
１Ｌ 开放式平板光 生物反应器 中进行光 自养培养 ． 异养
普 通小球 藻（ ｈｏｅ ａ￣ｌ ， ） 目前 商业化 生产 中普 Ｃ ｌｒｌ ｌ ｇ ．是 ａｉ ｓ
Ｎｏｅ １ Ｃ Ｃ ２ Ｈ ０ ６３ ； ） ｅ Ｏ ・Ｈ ０ ． ， ＤＴ ２ ； ｔ ） ａ １－ ２ ．５ ２ Ｆ Ｓ ４ ２ ２ ９ｇ Ｅ Ａ ｇ ： ２ ｇ ７ ４ ５
３ ＢＯ３１ ．２ｇ Ｚｎ Ｏ４７ ０ ．２ｇ ＭＩ ２Ｈ２ １４ ， ）Ｈ３ ４ ， Ｓ －Ｈ２ ８８ ， １ ・ ０ ．２ｇ １ Ｃ１
（ Ｈ４ Ｍｏ０ ４ Ｈ ０ Ｏ８ ０ ， ｕ Ｏ４ Ｈ２ ． ， ｏＮＯ ） ６ ２ Ｎ ） ７ ２・ ２ ．７ ７ｇ Ｃ Ｓ － ０ １ ７ｇ Ｃ （ ３ ・Ｈ Ｏ ６ ４ ５ ５ ２ Ｏ４ ； ）３ Ｄｉ ｉ ｅ ｔ ０ ０ｍ ． ｇ １－ ） ｓ ｌ ｄ ｅ １ ０ Ｌ． ９ ｔｌ ｗａ ｒ
２ ０ｌ ８ ５． ０ —０ 一ｌ
【】张大兵 ，吴庆余 ． ７ 小球藻细 胞的异养 转化 ［ ． Ｊ 植物 生理学通 报， ］
ｌ ９， ２２： ４ — ４ ． ９ ６ ３ （） １０ １４
［］潘欣，李建宏，戴传超，等．小球藻异养培养 的研 究 叨．食品科 ８
学 ，０ ２ ２ （）２ — ３ ２ ０ ， ３４： ８ ３ ． ［］ ｅ Ｍａ ｏ ａＡ． ｔ ｏｒｐ ｉ ｕｔ ａｉｎｏ ｈｏｅｌ ｕｇ ｒ ９ ＡｔｖＡ， ｎ ｖ Ｈｅｅ ｔ ｈｃＣ ｌｖ ｔ ｆＣ ｌｒｌ ｖｌａ ＆ ｒ ｏ ｉ ｏ ａ
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２０ ８
过 程 工 程 学 报
大 学学 报 ， ０ ０ １（８： ６ ７ ． ２ ０ ， ２２ ）６ — ０
第 ６卷
明充分 的混合和 光照有利于普通 小球藻的培养
【】 ｕｈ ， ｉａｓ ｙＫ． ｅ ｏ ｒ ｏ ｔ ｌ ｄＣｕｔ ａ ｏ ｆ ｇ ｅｎ ６ Ｄｏ ｃ ａ ｒＬ ｖｎ ｋ Ｍ ｔ ｄｆ ｎｒ ｌ ｌｖ ｔ ｎｏ ａ Ｊ ｈ ｏＣ ｏｅ ｉ ｉ Ａｌ ｉ
最终优化后培养基 ，具体 组成 见表 １ ．
表 １ 培 养 基 组 成
Ｔ ｂ ｅ １ Ｔ ｅｃ ｍ ｐ ｓｔ ｎ ｏ ｄ ｕ ａ ｌ ｈ ｏ ｏ ｉ ｏ ｆ ｉ ｍｅ ｉｍ
防 治便秘 以及骨 髓抑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 多的微藻之一Ｉ． 目前 ， 小球藻的大规模培养方法通 常采用传 统的开 放式户外大池光 自养培养 ，虽然成本低 、藻体品质高［ ３ 】
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第 ６卷第 ２期
２０ ０ ６年 ４ 月
过 程 工 程 学 报
Ｔｈ ｉ ｅ ｅＪ ｕ ｎ ｌ ｆ ｒ ｃ ｓ ｎ ｉ ｅ ｒ ｅ Ｃｈ ｎ ｓ ｏ ｒ ａ ｏ ｅ ｓＥ ｇ ｎ ｅ ｎｇ ｏ Ｐ ｉ
Ｖｂ１ ｏ ２ ． Ｎ ． ６ Ａｐ ． ０ ６ ｒ２ ０
【２ ｌ】宁正祥．食品成分分析手册 【 ．北京： Ｍ】 中国轻工业 出版社， ９ ８ １９ ．
７ － ８ ６７．
［３ １］Ｈｅｈ ｃｔＵ，Ｍｏ ｒＨ．Ｆ ｃｏｓＣｏ ｔ ｌ ｇ Ｎｉａｅ ａｄ Ａ ｌ ａ ａｔｒ ｎ ｏｌ ｔ ｔ ｎ ｍｍｏ ｉｍ ｒ ｉ ｎ ｒ ｎｕ
［ ２ ］胡月薇 ，史贤 明． 新食 品资源小球藻 的生理活性 与保健功 能 ［ ． Ｊ ］
［ 白质 含量 ５ ％， 蛋 １ 叶绿素含量 ２ ．ｍｇｇ 干重 ， 同） ４４ ／ （ 下 １ ， 但 由于细胞 密度低（． ０５ ／） ０ ～ ．ｇＬ 、易污染 等缺 点【，使其 ２ ４ 】
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［ 但 与光 自养培养相 比， ５ 一， 获得 的藻体 品质 低 （ 即蛋 白质和 色 素 的含量 明 显下 降）－ 】 ［１． ７０ Ｏ ｂ ｎ ａ ［］ 用 Ｅ ｄ 培 养基异养一 自养 串联培养蛋 ｇ ｏ ｎ 等 １采 ｏ ｎｏ 光 白核 小球 藻（ ｈｏ ｅａ ｙｅ ｏ ｏａＣ ２ ２，可使藻体蛋 Ｃ ｌ ｌ ｒｎ ｉ ｓ 一 １） ｒ ｌｐ ｄ 白质和 叶绿素含量得到较大幅度 的提 高 ， 藻细胞密度及 蛋 白质和 叶绿素含量分别可达 １ ／ ，０１ ４ｇＬ ６ ． ％和 ３ ／． ６ ｇ ｍｇ