介紹一種新型微藻培養(yǎng)系統(tǒng)在室內(nèi)硅藻高密度培養(yǎng)中的應用

室外新型

傳統(tǒng)的大面積水泥池或塑料池戶外微藻培養(yǎng)池,具有造價便宜和運營簡單的優(yōu)勢,但也有產(chǎn)能有限的缺點,以硅藻為例,高密度的情況下也只能達到300000細胞/mL。除此以外,在很多地方,包括干旱的地區(qū),室外培養(yǎng)池容易受到沙塵的影響,同時,一些小型生物也會對生物安全系統(tǒng)造成威脅,增加了發(fā)病的風險。

傳統(tǒng)培養(yǎng)
傳統(tǒng)培養(yǎng)

 

在沙漠干旱地區(qū)的室外培養(yǎng)池,高入射光通量(10萬勒克斯)會導致熱沖擊,使藻類細胞白化,生長率下降,生長大小不一致,最終會導致培養(yǎng)系統(tǒng)的崩潰。相比之下,室內(nèi)垂直管狀微藻培養(yǎng)系統(tǒng)更有效、更可控、更潔凈,但也存在生產(chǎn)成本也高的問題,其中包括生產(chǎn)車間、耗能、培養(yǎng)基滅菌、熟練工人等各方面的成本。

 

室內(nèi)新型培養(yǎng)
室內(nèi)新型培養(yǎng)
室內(nèi)新型培養(yǎng)
室內(nèi)新型培養(yǎng)

 

現(xiàn)在,商業(yè)對蝦養(yǎng)殖已經(jīng)由熱帶和亞熱帶沿海區(qū)域發(fā)展到內(nèi)陸甚至沙漠地區(qū),一方面是出于生物安保的考慮,另一方面則是出于運輸成本的考慮。在這種情況下,育苗企業(yè)也必須跟進,小型的苗企或者藻類培養(yǎng)企業(yè)具有更明顯的成本控制優(yōu)勢。

 

  三十年前,藻類的生產(chǎn)成本是相當高的,是蝦苗生產(chǎn)成本的三分之一左右,對硅藻的理化和生產(chǎn)技術(shù)方面的理解還處在初級階段。隨著科學技術(shù)的發(fā)展,微藻培養(yǎng)技術(shù)也得到很大的提高,微藻的細胞的生產(chǎn)也大為改善,研發(fā)出如短柱形、樹干形、掛袋、層掛包等各種培藻模式,但在商業(yè)化推廣上,室內(nèi)微藻培養(yǎng)系統(tǒng)的成本較高還是最大的挑戰(zhàn)。

 

室外新型
室外新型
室外新型
室外新型

 

改善光照和生產(chǎn)效率

 

  在室外培藻系統(tǒng),大部化的光照量會快速地被上層透光區(qū)的懸浮藻類所吸引,一個最大的挑戰(zhàn)即是如何往大水體中增加更多的光照,以提高生產(chǎn)效率和降低生成成本。我們在傳統(tǒng)的30噸水培藻系統(tǒng)做了一項改進,通過增加藻類單位面積光照獲取量使得室內(nèi)培藻生產(chǎn)效率最優(yōu)化。

 

  以角毛藻為例,具體的操作是,用92%透明率的亞克力缸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的角毛藻培養(yǎng)池,并在缸中垂直裝入24支40瓦的日光燈,以保證培藻水體中達到300-500勒克斯光合有效輻射。同時,將鹽度降低至25ppt,使用微型制冷器使水溫保持在23°C,這樣有利于提高藻類細胞脂質(zhì)含量和延長藻類的對數(shù)生長期。

 

大面積培養(yǎng)
大面積培養(yǎng)

 

二氧化碳按0.2%的濃度供入培養(yǎng)水體中,這樣用利于提高藻類細胞干蛋白的含量,并使二氧化碳氣體形成8mm的氣泡,這樣有利于氣體能垂直向上溢出,打破水體表面的張力。因硅藻在生長過程中,如果氮含量受限,就會釋放出多糖類代射產(chǎn)物,因此,每隔1天要往水體補充營養(yǎng)鹽,用量按常規(guī)用量的50%補充。

 

  培育微藻時,一般72小時就要收取了,這時候藻類的濃度能達到3.0×106/mL,此時可以收取整個培養(yǎng)池中67%的藻類,收取后馬上補充經(jīng)過過濾和巴氏消毒的海水和充足的營養(yǎng)鹽。這個培藻系統(tǒng)可以連續(xù)使用42天,42天后必須排空清洗,先用2ppm的EDTA溶液沖洗,然后用高鹽度鹵水沖洗,再用淡水沖洗。然后重新灌注23°C的海水,按1.0×106細胞/mL的初始密度重新接種。

 

  展望

 

據(jù)天波圖格薩天主教大學著名的微藻培育專家A.P. Carvalho博士說,在微藻培育方面,沒有一套所謂的最好的培育系統(tǒng),只有與環(huán)境最適應的系統(tǒng),也就是我們說的因地制宜。這個系統(tǒng)的特點就是侵浸式光照、半連續(xù)培養(yǎng)、生產(chǎn)成本較低,通過不斷添加培養(yǎng)基,可以讓藻類生長期維持在一個較高的水平,比較適合內(nèi)陸對蝦育苗企業(yè)。?

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