《新编生物工艺学 教学课件 ppt 作者 俞俊棠 唐孝宣 邬行彦 李友荣 金青萍 编第十二章 微藻培养技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新编生物工艺学 教学课件 ppt 作者 俞俊棠 唐孝宣 邬行彦 李友荣 金青萍 编第十二章 微藻培养技术（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、12 微藻培养技术,新编生物工艺学,微藻培养用生物反应器,2,微藻的生物学特点,1,12 微藻培养技术,微藻光自养培养,3,展望,5,微藻异养培养,4,12.1 微藻的生物学特点,1,2,微藻定义及分类,微藻的应用价值,3,4,微藻的国内外应用现状及存在的问题,4,4,12.1.1 微藻定义及分类,12.1.1 微藻定义及分类,12.1.1 微藻定义及分类,12.1.1 微藻定义及分类,12.1.1.1 蓝藻门 12.1.1.2 绿藻门 12.1.1.2 金藻门 12.1.1.2 红藻门,12.1.2 微藻的应用价值,12.1.2.1 医药来源 12.1.2.1 保健食品 12.1.2.1 饵
2、料 12.1.2.1 基因工程产品 12.1.2.1 其他应用 无知识产权问题 产物的分离纯化较简单,12.1.3 微藻的国内外应用现状及存在的问题,早期的研究工作主要集中在人类或动物的营养方面侧重于生产蛋白质之类的物质；但从商业角度出发，最近人们研究微藻的目的已转向于获得生物活性物质以开发具有高附加值的医药产品。,12.2 微藻培养用生物反应器,1,2,微藻光自养培养用光生物反应器,微藻大规模自养培养特点分析,3,4,敞开式和封闭式光生物反应器特点,4,4,及国内外研究概况,4,微藻大规模异养培养用生物反应器,12.2.1 微藻光自养培养用光生物反应器,微藻大规模培养问题，涉及微藻培养技术及
3、光生物反应器这两大基本问题。根据微藻自身的营养特点，可通过光能自养及化能异养两种方式来培养微藻。,12.2.2 微藻大规模自养培养特点分析,微藻自养培养过程一般对无菌操作要求较低， 不像微生物或动、植物细胞培养那样严格。这一特点决定了用于微藻自养培养过程在线检测与控制的传感器更容易制造，传感器的成本会更低、使用寿命将更长,12.2.3 敞开式和封闭式光生物反应器特点及国内外研究概况,合适的光照强度 合适的温度 合适的无机碳源及其他营养物质 合适的p值 合适的混合 合适的氧解析 避免污染,12.2.3 敞开式和封闭式光生物反应器特点及国内外研究概况,1,2,微藻光自养生长的影响因子,微藻光自养生
4、长动力学,4,4,4,3,微藻光自养培养技术,4,经济型微藻的光自养大规模培养,4,5,微藻光自养大规模培养过程的综合优化,12.2.3.1 敞开式反应器,1,2,敞开式反应器的优点,敞开式反应器的缺点,4,4,4,3,敞开式反应器在我国的应用概况,12.2.3.1.1 敞开式反应器的优点,变化之处主要有两点 一是对其混合系统进行过一些改进 二是利用传感器和计算机实现过程参数的在线检测和工艺优化,12.2.3.1.2 敞开式反应器的缺点,培养效率低 培养条件无法控制 易污染 雨水会使培养基稀释 反应器中水分蒸发量大，使培养基浓度逐渐增大，致使培养过程不稳定 生产期短,12.2.3.1.3 敞开
5、式反应器在我国的应用概况,我国现有的敞开式跑道池是根据国外文献资料而设计的，对其基本未做任何研究工作。目前我国微藻大池培养过程的参数全为离线检测，培养过程未经系统优化，工艺落后,12.2.3.2 封闭式光生物反应器,1,2,封闭式光生物反应器的优点,封闭式光生物反应器的国外研究开发概况,3,4,封闭式光生物反应器在我国的研究开发现状,4,12.2.3.2.1 封闭式光生物反应器的优点,培养密度高 培养条件易于控制 无污染，可实现纯种培养 生产期可延长，甚至可终年生产 适合于所有微藻的光自养培养，尤其适合于微藻代谢产物的生产,12.2.3.2.2 封闭式光生物反应器的国外研究开发概况,国外开发的
6、封闭式光生物反应器种类繁多，人们不仅对封闭式光生物反应器进行了大量的基础研究，进行中试，而且已进入实用化阶段,12.2.3.2.3 封闭式光生物反应器在我国的研究开发现状,小型全自动封闭式光生物反应器 中型全自动封闭式光生物反应器，可用于优质微藻种子的培养及高附加值微藻生物活性物质的生产 通过中型封闭式光生物反应器的开发和运转，可为大型封闭式光生物反应器的开发奠定基础,12.2.4 微藻大规模异养培养用生物反应器,微藻异养培养用生物反应器同微生物培养用发酵罐一样，只是培养海产微藻的反应器材料需能耐受海水的腐蚀，而混合培养则可利用封闭式光生物反应器进行。,12.3 微藻光自养培养,1,2,微藻光
7、自养生长的影响因子,微藻光自养生长动力学,3,微藻光自养培养技术,4,12.3.1 微藻光自养生长的影响因子,12.3.1.1 光照 光强和光质除对微藻生长速度和生物量有影响外，还会影响微藻的化学组成。光照度还会影响微藻的色素含量、脂肪酸组成以及饱和与不饱和脂肪酸的比例。,12.3.1 微藻光自养生长的影响因子,12.3.1.2 温度 一般情况下，在最适温度范围内，微藻生长随温度的增加而增加。当温度高于上限时，生长缓慢，甚至死亡。温度还与其他因素如光强、营养等一起相互作用对微藻的生长和化学组成产生影响。,12.3.1 微藻光自养生长的影响因子,12.3.1.3 培养液p 12.3.1.4 营养
8、盐 12.3.1.5 溶解氧 溶解氧浓度的高低可一定程度上反映出微藻光合作用的强弱，它与光照、培养温度及混合状态息息相关。,12.3.2 微藻光自养生长动力学,12.3.2.1 细胞浓度增长模型,12.3.2 微藻光自养生长动力学,12.3.2.2 基质限制模型,12.3.3 微藻光自养培养技术,12.3.3 微藻光自养培养技术,12.3.3.1 藻种 12.3.3.2 培养基 12.3.3.3 培养系统 12.3.3.3.1 敞开式跑道池培养系统 12.3.3.3.2 封闭式光生物反应器生产系统,12.3.3 微藻光自养培养技术,12.3.3.4 生长条件控制 12.3.3.5 收获 12.
9、3.3.6干燥,12.3.4 经济型微藻的光自养大规模培养,12.3.4.1 螺旋藻 （1）利用天然湖沼和池塘养殖 （2）利用开放式培养池养殖 （3）利用封闭式生物反应器生产,12.3.4 经济型微藻的光自养大规模培养,12.3.4.2 小球藻 12.3.4.3 杜氏藻 12.3.4.4 饵料微藻的生产 12.3.4.4.1 单胞藻饵料在水产养殖中的应用 12.3.4.4.2 国内外单胞藻饵料开发利用的历史与现状 12.3.4.4.3 存在问题,12.3.4 经济型微藻的光自养大规模培养,12.3.4.4.4 今后的发展方向 开发新型高效培养系统 开展单细胞藻类饵料的高密度、高质量培养技术研究
10、 对目前培养的优良单细胞藻类饵料藻种进行研究 加强对敌害生物污染和危害的控制与防治研究 实现微藻饵料的集约化生产,12.3.4 经济型微藻的光自养大规模培养,系统开展饵料微藻的营养价值评定工作 积极开展单细胞藻类新藻种的分离、培养研究 建立一个全国性的优良单细胞藻类饵料种的保种中心 寻找简单、高效的培养用水消毒、杀菌手段，满足大规模生产的需要,12.3.5微藻光自养大规模培养过程的综合优化,进行新藻种的筛选与现有藻种的改良 开发新型高效培养系统 开展微藻高细胞密度、高质量培养技术的研究 引入计算机在线检测与控制等高新技术，使生产过程自动化 开展新型收获设备与技术及干燥领域的研究,12.4微藻异
11、养培养,1,2,可进行异养兼养培养的微藻种类,微藻异养代谢,4,4,4,3,微藻高密度异养培养技术,4,异养培养实例 饵料微藻的异养培养,12.4.1可进行异养兼养培养的微藻种类,表12-3,12.4.2 微藻异养代谢,12.4.2.1 有机物的吸收 12.4.2.2 有机物的代谢 12.4.2.2.1 葡萄糖 12.4.2.2.2 乙酸 12.4.2.2.3 氨基酸,12.4.3 微藻高密度异养培养技术,12.4.3.1 可异养的微藻种的甄别与选育 12.4.3.2 异养培养用培养基 碳水化合物 蛋白水解物 族维生素，作为生长刺激因子,12.4.3 微藻高密度异养培养技术,12.4.3 微藻
12、高密度异养培养技术,12.4.3 微藻高密度异养培养技术,12.4.3.3 异养培养系统及其优化 12.4.3.4 微藻组分或目的产物合成的调控 在化能异养条件下如何调控微藻细胞生化组成或目的产物合成是异养培养技术的关键。通过培养基的改进可促进蛋白质和色素的合成。,12.4.4异养培养实例 饵料微藻的异养培养,大量的实验结果表明，异养混合培养是大量、稳定生产高质量的饵料微藻的有效途径。 异养培养培养基、工艺和系统的优化对微藻高密度培养有举足轻重的作用。,12.5 展望,12.5.1 海洋生化工程在微藻培养中的应用 水 微藻及大型海藻细胞和组织大规模高密度培养过程中的工程技术问题 海洋微生物大规模高密度培养过程中的工程技术问题 海洋生物,12.5 展望,海洋生物技术研究及产业化过程中所需的各类装置 传统海洋生物技术产业的改造，提高其生产效率，保证其持续稳定地发展 促进新型海洋生物技术产业的形成。,12.5 展望,12.5.2 我国微藻大规模培养技术的发展方向 异养微藻的筛选、分离、纯化 异养培养条件下微藻的营养特性 异养培养条件下微藻生长及产物形成动力学 微藻高密度异养培养工艺优化 微藻异养培养过程放大技术,Thank you,
