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高产油脂微藻发酵产油脂的研究
摘要
油脂微藻因其高产油脂、快速生长、适应性强等特点，在生物质能源、化妆品、食品等领域具有广泛的应用前景。然而，微藻的油脂产量受到许多因素的制约，如氧气浓度、温度、光照等。针对这些制约因素，本文对目前高产油脂微藻的发酵产油技术进行了综述，并探讨了未来的发展趋势。
关键词：油脂微藻；发酵；产油
Abstract
Oil-producingmicroalgaehavebroadapplicationprospectsinthefieldsofbiomassenergy,cosmetics,food,andsoon,duetotheirhighoilyield,rapidgrowthandstrongadaptability.However,theoilyieldofmicroalgaeisrestrictedbymanyfactors,suchasoxygenconcentration,temperature,lightintensity,andsoon.Inthispaper,thecurrentfermentationoil-producingtechnologyofhigh-yieldingmicroalgaewasreviewed,andthefuturedevelopmenttrendwasdiscussed.
Keywords:oil-producingmicroalgae;fermentation;oilproduction
1.引言
生物质能源是当前十分热门的话题，油脂微藻作为生物质能源的一种重要来源，因其高产油脂、快速生长、适应性强等特点而备受关注。然而，由于微藻体内油脂含量较低且易被分解，加之养分不足、氧气浓度低、光照不足等因素的影响，微藻油脂的产量一直难以达到预期。为此，研究人员采用不同的发酵技术，探索适合微藻高效产油的方法。本文将综述目前常见的微藻发酵产油技术及其优劣，希望为微藻高效产油研究提供参考。
2.微藻油脂发酵产油技术
目前，常见的微藻油脂发酵产油技术主要包括批发酵、半连续发酵和连续发酵等。不同的发酵方法具有不同的特点，如产油效率、操作复杂度等，具体如下：
2.1批发酵
批发酵是指在有限的容器中进行一次发酵，常见的反应器有培养皿、Erlenmeyer瓶等。此种方法操作简单，成本低，因此较常见于实验室的油脂产出测试中。然而，它存在人工干预多、产油效率低的问题。
2.2半连续发酵
半连续发酵是指将微藻培养液在不同的反应器间转移进行发酵，如批量振荡反应器（PBR）、扁平板生物反应器、竖式生物反应器等。此种方法相对于批发酵来说，可以减少人工操作，但产油效率受PSII热失活以及CO2传输速率等因素的影响。
2.3连续发酵
连续发酵是指微藻培养液在一个连续的反应器中进行发酵，如内循环式反应器（ICR）、外循环式反应器（ECR）等。此种方法较其他方法更适合大规模工业生产，但其操作难度较大，管理成本也更高。
3.高产油脂微藻的发酵产油技术
在上述发酵方法的基础上，研究人员通过优化反应器设计及培养条件等手段，发现富含油脂的微藻可以实现更高的产油量。下面将介绍部分高产油脂微藻的常见发酵方法。
3.1Nannochloropsissp.
Nannochloropsissp.是一种广泛存在的浮游植物，其油脂产量可达到40%以上。对于其的批发酵，可以探究出最佳培养条件（如氮源浓度、光照强度），从而实现更高的生物量和油脂产量。而对于其的半连续发酵，研究人员先将微藻进行批发酵，待微藻的生长进入平台期后，将其转移到半连续反应器中进行发酵。该方法能够显著提高油脂产量，但产出时间较长。
3.2Chlorellasp.
Chlorellasp.是一种单细胞绿藻，含有大量的营养成分，并且油脂含量高达40%以上。对于该微藻的批发酵，研究人员将其置于滚动式培养器中，根据微藻的增长情况，在不同的阶段调整氮源浓度、光照强度等因素，以实现最优化的产油效果。而对于其的半连续发酵，研究人员在PBR中建立研究模型，通过调节DO控制微藻培养液的氧气浓度，提高微藻的生物量和产油量。
3.3Isochrysissp.
Isochrysissp.是一种良好的油脂微藻，油脂含量达到了53%以上。针对该种微藻，研究人员采用多层螺旋反应器，实现了连续发酵产油。研究结果表明，通过压力的控制，可以有效增加微藻培养液的CO2传输速率，从而提高产油效率。
4.未来趋势
目前，微藻油脂的发酵产油技术正在不断发展，包括反应器设计、培养基优化、代谢工程等多个方面。未来，研究人员将进一步探索微藻高效产油方法，如基因编辑技术、融合培养等。此外，微藻油脂的发酵产油技术与其他工艺的结合，例如生物电化学系统和光电化学系统等，将成为微藻产油研究的新方向。
5.结论