微藻生物膜貼壁培養(yǎng)是實現(xiàn)微藻培養(yǎng)高光效的重要途徑，已成為微藻培養(yǎng)技術(shù)研究的熱點，但為什么生物膜貼壁培養(yǎng)在生物量生產(chǎn)和光能利用效率方面比傳統(tǒng)跑道池方法高得多，其原因尚不清楚。
最近，中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所研究員劉天中領(lǐng)導(dǎo)的微藻生物技術(shù)團隊比較研究了光在傳統(tǒng)跑道池系統(tǒng)中和膜培養(yǎng)系統(tǒng)中的傳遞特性，結(jié)果表明20厘米深的典型室外跑道池系統(tǒng)，其最初3天內(nèi)全部培養(yǎng)液都能接受到高于光補償點的光照，從第四天開始隨著細胞濃度升高，有效照光比例降低，經(jīng)過約30天后，微藻細胞濃度達到最大，約0.5gL-1，此時有效光照比例為31.1%。而對于膜培養(yǎng)系統(tǒng)來說，從培養(yǎng)第1天開始一直到第10天，透過膜的光能仍然足夠支撐細胞生長，表明膜內(nèi)細胞100%能受到有效光照(Figure 1)。接受有效光照的比例差異可能是膜培養(yǎng)系統(tǒng)高效率的重要原因。
此外，微藻培養(yǎng)的水足跡是評價微藻培養(yǎng)技術(shù)的重要參數(shù)。目前普遍采用的跑道池或密閉式光反應(yīng)器等懸浮培養(yǎng)系統(tǒng)，需水量極大。該團隊在微藻貼壁培養(yǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過分析影響培養(yǎng)水足跡的因素，提出了減少微藻培養(yǎng)水足跡的策略和反應(yīng)器新結(jié)構(gòu)，主要包括：(1)將微藻膜密封在水蒸氣飽和的腔室內(nèi);(2)微藻膜接種在含有足夠多營養(yǎng)元素的培養(yǎng)基中;(3)以最小流速通入足夠量的CO2碳源。以雨生紅球藻(Haematococcus pluvialis)為例，采用該策略，每生產(chǎn)1kg藻粉，培養(yǎng)過程水足跡是35.7L，生產(chǎn)1kg蝦青素，培養(yǎng)過程水足跡是1440L，遠遠小于目前利用懸浮培養(yǎng)系統(tǒng)的數(shù)值，實現(xiàn)了微藻培養(yǎng)大幅度節(jié)水的目的。
青島能源所微藻生物膜貼壁培養(yǎng)技術(shù)研究獲進展
推薦原文：
The water footprint of biofilm cultivation of Haematococcus pluvialis is greatly decreased by using sealed narrow chambers combined with slow aeration rate
