塑料袋混合營養培養小球藻技術

小球藻是第一個被人工培養的微藻，它可作為人類的食品及食品添加劑，也可作為水產動物人工育苗階段的餌料和飼料添加劑，還可作為培養輪蟲的餌料以及用于提取EPA、DHA、類胡蘿卜素、蝦青素等。此外，小球藻可用于調節水質。

小球藻大規模培養研究可以分為兩個階段，1950－1979年主要進行開放水池培養的研究，1980年開始進行密閉和半密閉反應器培養的研究。傳統的產業化微藻培養多利用開放的水池，微藻以光合自養的模式生長。而采用透明容器或玻璃管道設計的半密閉和密閉光照生物反應器培養系統進行培養，藻類細胞的密度提高了6～12 倍，總體積相對減少，分離成本大大降低；各種生長因子及工藝可以采用自動化、集約化管理，提高了生產效率和產品質量，可以避免受到其他生物和非生物的污染，但存在光反應器一次性投資大、許多技術尚未完全解決的問題。近年來，小球藻的高密度異養發酵培養技術也取得了巨大的進步，大幅度提高了小球藻的生長速度，使小球藻異養培養的工業化生產成為可能，然而其存在異養代謝過程同自養代謝或混養代謝有很大差異、對設備要求高、投資大等不足之處，普通水產養殖企業不愿意高投資進行小球藻生產，而且設備的操作流程比較復雜和難以掌握。

針對現有技術中存在的問題，本技術利用小球藻可以進行混合營養培養的特點，結合傳統的塑料袋培養方法，進行簡化和優化，通過提供混合營養生長所需的營養物質和條件，改變小球藻傳統培養中僅進行光合自養或異養的代謝方式，形成了利用塑料袋進行小球藻混合營養培養技術。采用該技術培養小球藻，可有效提高藻類的培養效率，減少對設備的依賴和能源的消耗，從而縮減小球藻培養的成本，便于推廣應用。

一、材料與方法

1.培養容器的選擇及前處理 選用容積為20～100升的透明塑料袋作為培養容器，培養容器在使用前用漂白粉溶液浸泡24小時后曝曬12小時備用；塑料袋可采用藻類培養專用塑料袋，也可采用蝦苗或魚苗運輸用袋。

2.培養液的配制 培養液由基礎培養基、葡萄糖、水組成。基礎培養基可選用BG11 培養基、f/2培養基或復合肥培養基，其中BG11和f/2為常用的藻類培養基，復合肥為俄羅斯阿康復合肥(N∶P∶K＝16∶16∶16)。葡萄糖的添加量為每升培養液中用0.5～1 克，這樣可為小球藻提供異養生長的條件，使小球藻在自然條件下有無光照均能生長，同時也可彌補單純使用無機營養鹽培養小球藻導致的營養不均衡缺陷。

3.培養種類及接種 培養種類為普通小球藻。接種進培養容器中的藻類為正處于指數生長期的小球藻，將處理后的培養容器裝培養液至容積的50%，培養容器內裝入培養液后于9:00－11:00 進行小球藻接種。接種的小球藻藻液的溫度與培養液的溫度基本保持一致，接種量為培養總量的10%左右，接種完成后培養容器密封于10℃以上的溫度條件下進行混合營養培養。密封時，藻類培養專用塑料袋用封口蓋密封，蝦苗、魚苗尼龍袋用橡皮圈打結封口。光照采用自然光照，在氣溫較低時最好將培養容器放置在玻璃陽光房或塑料大棚內進行培養。

4.日常管理 接種完成后，將培養容器整齊擺放在有白色瓷磚的地面上，每天搖動培養容器至少4次，觀察培養容器內藻類的生長情況，并用紫外分光光度計測量藻液的光密度(OD)值。通常在接種的第2天開始，塑料袋內溶液色澤稍微變濃且有小氣泡產生，表明小球藻生長正常；接種后兩天若袋內顏色沒有變化或無氣泡產生，且顏色灰黃，表明接種失敗，應及時放棄、清理。當培養容器內的藻液變得濃綠時即可接種到其他藻類培養容器內，接種方法與上述方法相同。在留夠足量藻種的情況下，可將培養的藻類用于輪蟲、枝角類和魚苗或蝦苗的培育。使用過的培養容器及塑料袋在保證沒有破損的前提下，經漂白粉溶液消毒后方可用于下一次的培養。

二、結果

1. 20 升的平面藻類培養袋培養 在容積為20 升的平面藻類培養袋中使用BG11 作為藻類基礎培養基，添加葡萄糖量為1 克/升，進行小球藻培養，接種量為10%，培養體積為10升，接種后的初始OD 值為0.091，培養4 天后藻類OD 值為1.201，細胞密度為1 835.24 萬個/毫升，細胞干重為0.25 毫克/毫升。使用f/2 作為藻類基礎培養基，添加葡萄糖1 克/升，進行小球藻培養，接種量為10%，培養體積為10 升，接種后的初始OD 值為0.091，培養4 天后藻類OD值為0.974，細胞 干 重 為0.20 毫 克/毫升，細胞密度為1 481.02 萬個/毫升。使用復合肥培養基作為藻類基礎培養基，復合肥添加量為1 克/升，再添加葡萄糖1 克/升，進行小球藻培養，接種量為10%，培養體積為10 升，接種后的初始OD 值為0.091，培養4 天后藻類OD 值為0.641，細胞密度為963.32 萬個/毫升，細胞干重為0.14 毫克/毫升。

2. 40升的魚苗尼龍袋培養 在容積為40升的魚苗尼龍袋中使用復合肥培養基作為藻類基礎培養基，復合肥添加量為1 克/升，再添加葡萄糖1克/升，進行小球藻培養，接種量為10%，培養體積為10升，接種后的初始OD值為0.092，培養5天藻類OD 值為0.601，細胞密度為901.04 萬個/毫升，細胞干重為0.13毫克/毫升。

三、討論

從具體培養的結果看，利用塑料袋進行小球藻混養營養培養是可行的，而采用不同的基礎培養基以及采用不同的培養容器效果會有所區別。采用該技術培養小球藻，可有效提高小球藻的培養效率，以水池培養為對比，在水溫20～29℃，培養至第4 天，小球藻密度為856 萬個/毫升，而本方法培養至第4天最高(BG11作為基礎培養基)可達1 835.24 萬個/毫升，最少(復合肥作為基礎培養基在尼龍袋中培養)也可達到901.04 萬個/毫升。同時，因為培養過程中不需要充氣、不需要額外提供光照和加溫等，可減少對設備的依賴和能源的消耗，從而縮減了小球藻培養的成本，使得操作比較簡單，更便于進行推廣應用。