布朗葡萄藻因可合成長鏈烴,且大部分分布在細胞外壁而易于提取等優(yōu)點,被認為是比產(chǎn)油微藻更接近石化原料的理想微藻。然而,該藻在傳統(tǒng)液體培養(yǎng)條件下生長極為緩慢。
針對布朗葡萄藻細胞易于聚集成簇的特點,近日,中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所能源藻類資源團隊利用貼壁培養(yǎng)方法,將該藻細胞接種于多孔介質(zhì)表面形成生物膜,在光照和富CO2環(huán)境中進行培養(yǎng)。結(jié)果表明,貼壁培養(yǎng)10天,細胞生物量產(chǎn)率可達5.5?gm-2d-1,總脂含量與純烴含量分別占細胞干重的42.6%與19.4%。在此基礎(chǔ)上,模擬室外高光,利用陣列插板式光反應(yīng)器進行貼壁培養(yǎng),單位占地生物產(chǎn)量率可達49.1?gm-2d-1(圖1),對可見光的平均光能利用效率達到14.9%,遠高于傳統(tǒng)液體培養(yǎng)效率。同時,通過缺氮誘導(dǎo),總脂含量與純烴含量可分別提高到51.6%、34.3%(表1),而烴的構(gòu)架沒有明顯變化。
該研究結(jié)果表明,基于光能稀釋的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)并以生物膜形式貼壁培養(yǎng)將是解決布朗葡萄藻培養(yǎng)效率瓶頸的重要手段。
該研究得到了科技部科技支撐計劃、中科院太陽能行動計劃等項目資助,相關(guān)成果發(fā)表在Bioresource Technology
(Cheng P., etc. The growth, lipid and hydrocarbon production of Botryococcus braunii with attached cultivation. Bioresour Technol, 2013,138:95-100)