微藻接种及培养.doc

藻种接种 接种就是把藻种接到新配好的培养液中的整个操作过程。接种过程虽很简单，但应注意藻种的质量、接种藻液的数量和接种的时间三个问题。 藻种的质量 藻种的质量对培养结果影响很大，一般应选取无敌害生物污染、生活力强、生长旺盛的藻种来接种培养。外观藻液的颜色正常，且无大量沉淀，无明显附壁现象发生。 藻种的数量 接种量和接种密度对提高产量甚为重要。接种量是指藻种的绝对数量；接种密度是指藻种接种后的密度。接种量，总的原则是“宜大不宜小”。室内利用三角烧瓶、细口玻璃瓶等进行藻种培养时，接种的藻液量与新配制的培养液量的比例为1:2—4。二级培养和三级培养由于培养容器容量大，接种量可根据具体情况灵活掌握，但最少不低于1:50.（一般我们三级接种是1:20） 接种的时间 一般来说，接种时间最好是在上午8—10时，不宜在晚上。因为不少藻类晚上藻细胞下沉，而白天藻细胞有趋光上浮的习性，尤其是具有运动能力的种类更明显。上午8—10时一般是藻细胞上浮明显的时候，此时接种可以吸取上浮的且运动能力强的藻细胞做藻种，弃去底部沉淀的藻细胞，起着择优的作用。 藻种培养 1、按微藻营养模式的不同，培养方式可分为光自养、混合营养和异养三种。 （1）光自养培养 光自养是微藻的自然营养方式。微藻的光合自养生长受到很多环境因素的影响，包括营养条件、光照、温度、pH和通气条件等。优化上述因素以满足微藻生长的需要，是光合自养条件下实现微藻高密度培养的前提条件。目前实现微藻高密度光合自养培养主要采用三种方法：优化微藻培养基和培养条件，采用不同稀释比及分批补料培养避免底物抑制，或采用连续培养提高微藻生产率，以及开发具有高光能传递效率的光生物反应器。 优化培养基和培养条件可以提高微藻的生物量和代谢产物的积累。在发状念珠藻细胞光合自养培养过程中，以BG11为基础培养基，采用中心组合设计对培养基成分进行优化，在优化后的培养基中培养20d，发状念珠藻细胞干重和多糖产量分别较优化前增加了50.6%和34.9%。康瑞娟等在15L气升式光生物反应器中进行了鱼腥藻7120的光合自养培养条件优化，在细胞生长的适宜条件下，变光强培养5d，藻细胞干重达到1.5g/L，与文献报道相似条件相比体积产率提高2.4倍。 分批补料培养是在微藻分批培养中，以某种方式向培养系统补加一定物料的培养技术。通过向培养系统中补加物料，可以使培养液中的营养物浓度较长时间地保持在一定范围内，既能保证微藻生长的需要，又不产生底物抑制，从而达到提高产率的目的。连续培养则通过以一定的速度向发酵罐内添加新鲜培养基，同时以相同的速度流出培养液，从而使反应器内的液量维持恒定，微藻在稳定状态下生长。Fabregas等对雨生红球藻进行连续培养的研究，在优化的培养基中收获的细胞干重是分批培养的3倍。 （2）混合培养和异养培养 多数微藻是光合自养生物，但有一些微藻具有利用有机碳源的能力。随着微藻利用有机物生长的现象不断被发现，人们逐渐认识到微藻具有一定的化能异养的能力。事实上，许多微藻生存的自然环境如土壤、水体，尤其是废水中包含了大量的有机物质，单从生理的角度分析，大多数微藻都应具有进行化能异养生长的能力。Vincent和Goldman认为证明微藻在自然环境中进行化能异养生长有4个依据：所利用有机物的浓度和供给速度的分析、摄入有机物的运输系统的证据、在生理上利用有机物的能力的证据，以及有机物、光能和CO2对微藻生长的相对贡献的评估。 被微藻利用的有机物的范围较广，目前文献报道的主要包括糖类、有机酸、氨基酸和某些醇类等。微藻利用有机物的能力因种而异，因此必须通过实验来确定。微藻利用有机物生长表现为两种形式：一种是可以在完全黑暗的条件下利用有机物进行化能异养生长，不再依赖光能，其表现与一般的化能异养生物并无差异；另一种则必须在一定的光照条件下才能利用有机物，即光能自养的同时进行一定程度的化能自养，称为混合混养。一般而言，能够进行异养生长的微藻都能进行混合营养生长，且混合营养生长速度比异养生长速度快。例如，蓝细菌只有30种左右可以进行异养生长，但是约有半数的蓝细菌可以进行混合营养生长。与光合自养培养相比，混合营养培养和异养培养具有生长速度快、对光的依赖减弱或不需要光照等优点，有利于进行微藻的高密度培养，是获得大量微藻细胞及其代谢产物的有效途径，而封闭式光生物反应器的研制开发为微藻的异养和混合营养培养提供了必要条件。 到目前为止，对混合培养生长过程的研究主要集中在螺旋藻、小球藻、集胞藻、鱼腥藻和发状念珠藻等。这些微藻混合营养生长的特征为：当藻细胞密度较大时表现为线性生长；密度较小时，先对数生长，后线性生长。在相同光照强度下，混合营养生长速度为异养生长速度和光合自养生长速度之和。因此一般认为微藻在进行混合营养生长时，藻细胞内光合自养和异养代谢是