普通小球藻规模化培养参数的研究

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1、第33卷第12期可再生能源Vol.33No.122015年12月RenewableEnergyResourcesDec.2015普通小球藻规模化培养参数的研究1，22李树文，郭荣波（1.青岛农业大学生命科学学院，山东青岛266109；2.中国科学院大学青岛生物能源与过程研究所，山东青岛266101）摘要：文章以普通小球藻特征吸收峰研究为基础，研究了培养基组成、光生物反应器类型、pH对小球藻生长的影响并探讨了不同CO2溶解浓度对小球藻胞外碳酸酐酶活性的影响。结果表明，以750nm作为普通小球藻生物量的测量波长，以ND培养基为培养液，在柱式和平板式光

2、生物反应器中的种子最佳种龄为48~72h，pH低于6时不利于小球藻生长，CO浓度为5.67×10-5~1.56×10-3mol/L时，胞外碳酸酐酶的活性没有受到抑制。2关键词：普通小球藻；可再生能源；温室气体减排；规模化培养中图分类号：TK6；S216.2文献标志码：A文章编号：1671-5292（2015）12-1899-05DOI:10.13941/j.cnki.21-1469/tk.2015.12.0250前言固定方法，为人类解决能源、环境问题提供一条全[5]，[6]能源是人类社会必须解决的三大难题之一，新而有效的模式。微藻作为生产可再生能

3、源的原料，有望成为解决微藻是一种能够利用太阳光吸收CO2产生能源问题的途径之一。微藻具有生长速度快、产油生物质的有机体，其中的普通小球藻具有繁殖快、量高、培养方法简单、可将废水（如生活污水）和废可利用废水废气和产油量高等特点，有望成为解气（如烟道气）作为生长的原料等优点。在20世纪决可再生能源生产和温室气体减排的有效方法之70年代，美国、日本等国家为减少对进口原油的一，但其规模化的培养仍受多种因素的限制。影响[1]依赖，大力资助微藻培养产油项目。其中，由美普通小球藻生长的因素包括光质、pH、光强、温国国家可再生能源实验室（NationalRene

4、wable度、水、反应器结构、CO2供应与溶解以及培养基EnergyLaboratory，NREL）进行的《水生物种计划-组成等。本文以普通小球藻规模化培养为前提，研藻类生物柴油》（Aquaticspeciesprogram-biodiesel究了普通小球藻的最大吸收波长，并研究了溶解fromalgae，ASP）最为著名。80年代末，在新墨西CO2浓度对小球藻胞外碳酸酐酶活性的影响以及哥州进行的开放池培养微藻实验的结果表明，利不同培养基组成、不同光生物反应器和pH对普用微藻低成本生产生物柴油在技术上是可行的，通小球藻生长的影响，为普通小球藻的规模

5、化培但仍需要进行长期的研究和发展以获得高的微藻养提供操作参数的指导。[2]，[3]产率。目前，全球已有150多家专门从事微藻1材料与方法能源开发的公司，但迄今国内外尚无经济上可行1.1藻种的微藻能源生产系统。CO2的减排已成为亟待解普通小球藻（Chlorellavulgaris），由中国科学决的全球性问题，从持续发展的角度来看，微藻减院大学青岛生物能源与过程研究所保存。排CO2技术是符合自然界循环，同时能够节省能1.2培养基[7]源的CO2减排方式。小球藻油脂量含量高，具有（1）BG11培养基：NaNO31.5g/L，CaCl2·2H2O光合速率

6、高、繁殖快、环境适应性强、处理效率高、36mg/L，Na2CO320mg/L，MgSO4·7H2O75mg/L，[4]可调控以及易与其它工程技术集成等优点，同K2HPO430.5mg/L（K2HPO4·3H2O40mg/L），柠檬时固碳后产生大量的藻体具有很好的利用价值，酸6mg/L，柠檬酸铁铵6mg/L，EDTANa21mg/L，具有高度的工业化潜力。因此，小球藻规模化培养微量金属离子溶液1mL/L。微量金属离子溶液有望成为一种具有相当可行性和经济价值的CO2组成如下（g/L）：H3BO32.86，MnCl2·4H2O1.81，收稿日期：201

7、5-08-18。基金项目：山东省自然科学基金（ZR2012CL23）。作者简介：李树文（1978-），男，吉林梅河口人，博士，副教授，主要从事微藻生物技术的研究工作。E-mail：swli@qau.edu.cn·1899·可再生能源2015，33（12）ZnSO4·7H2O0.22，Na2MoO4·2H2O0.39，CuSO4·a和b的最大吸收峰分别为664.1nm和648.65H2O0.079，Co（NO3）2·6H2O0.05。用NaOH和nm，650~700nm可作为叶绿素特征峰的区间。微HCl调整pH至7.1（起始pH为8.5），121℃

8、灭菌藻培养过程中由于生长条件的变化会导致微藻细15min后备用。胞内色素含量的变化，如果依据叶绿素吸收特征[8]（2）DS培养基：（NH