微藻是一種原始的微小光合生物，富含蛋白質(zhì)、不飽和脂肪酸、類胡蘿卜素及維生素等多種營養(yǎng)物質(zhì)，在食品、水產(chǎn)、飼料及環(huán)保等諸多行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用價值。在水產(chǎn)行業(yè)，微藻基本為剛需應(yīng)用，主要作為水產(chǎn)動物育苗的初級餌料、養(yǎng)殖水體的調(diào)水劑和動物免疫增強劑，在保障水產(chǎn)動物繁殖和發(fā)育、凈化養(yǎng)殖水質(zhì)、維持健康養(yǎng)殖環(huán)境及防治水產(chǎn)養(yǎng)殖病害等方面起到重要作用。近年來，隨著國家對水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水管控要求提高和飼料行業(yè)“禁抗、限抗”政策的實施，具有養(yǎng)殖水體凈化和防治水產(chǎn)病害雙重功效的微藻深受水產(chǎn)養(yǎng)殖戶的青睞，基于微藻的生態(tài)健康養(yǎng)殖模式已逐漸成為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的主要發(fā)展趨勢。
長期以來，微藻的培養(yǎng)主要采用傳統(tǒng)的光自養(yǎng)培養(yǎng)模式，利用陽光或人工光源，依靠微藻的光合作用進(jìn)行藻細(xì)胞培養(yǎng)，存在生長速率慢、藻細(xì)胞濃度低、雜菌雜藻污染嚴(yán)重、養(yǎng)殖水量大、穩(wěn)定性差、產(chǎn)量和質(zhì)量難以保障等問題，嚴(yán)重制約了微藻在水產(chǎn)行業(yè)的規(guī)�；瘧�(yīng)用。
針對上述問題，河海大學(xué)海洋學(xué)院海洋生物技術(shù)團隊基于微藻同時具備“植物”的光合自養(yǎng)和“微生物”的化能異養(yǎng)特性，為了最大化發(fā)揮出藻細(xì)胞雙重營養(yǎng)特性，在有機碳源和光照同時存的條件下，在無菌光反應(yīng)器中培養(yǎng)微藻純種，以光驅(qū)動發(fā)酵技術(shù)，實現(xiàn)了微藻的快速生長和繁殖。與傳統(tǒng)的光自養(yǎng)模式相比，藻細(xì)胞生長速率和濃度提高10倍以上，藻細(xì)胞活性物質(zhì)（如微藻多糖）產(chǎn)量提高3倍以上。同時，為了避免微藻光驅(qū)動發(fā)酵技術(shù)受制于需要高溫、高壓滅菌的光發(fā)酵罐等設(shè)備條件，借鑒于用于動物細(xì)胞培養(yǎng)的一次性生物反應(yīng)器，基于生物反應(yīng)器工程原理和射線滅菌技術(shù)，研制出了能夠多次循環(huán)使用的薄膜式無菌光生物反應(yīng)器，極大地解決了微藻光驅(qū)動發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用場景和范圍受限的問題。尤其對于水產(chǎn)行業(yè)而言，微藻薄膜式無菌光生物反應(yīng)器的微藻培養(yǎng)效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小，操作方便、非常適合水產(chǎn)養(yǎng)殖農(nóng)戶在養(yǎng)殖現(xiàn)場使用。除此之外，該新型微藻光生物反應(yīng)器也適合高附加值微藻，如雨生紅球藻和裸藻等的高密度、高品質(zhì)培養(yǎng)，適合微藻企業(yè)對食品和醫(yī)藥級微藻及藻類相關(guān)生物制品的生產(chǎn)。
薄膜式無菌光生物反應(yīng)器（左圖為智能型，右圖為經(jīng)濟型）
河海大學(xué)海洋學(xué)院開發(fā)的微藻高效光驅(qū)動發(fā)酵技術(shù)及其相應(yīng)的無菌薄膜式新型光生物反應(yīng)器適用于所有微藻種類的高效率高品質(zhì)培養(yǎng)，并且極大地擴展了應(yīng)用條件苛刻的微藻光驅(qū)動發(fā)酵技術(shù)的使用范圍，在無需復(fù)雜和高精端發(fā)酵設(shè)備條件下即可應(yīng)用，同時顯著降低投資成本。微藻高效光驅(qū)動發(fā)酵技術(shù)和新型光反應(yīng)器的研制有望加快微藻培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展，尤其是水產(chǎn)行業(yè)中微藻培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展，為水產(chǎn)行業(yè)微藻的規(guī)�；⒌统杀緫�(yīng)用提供技術(shù)支撐，進(jìn)一步拓展微藻在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的應(yīng)用范圍，提高使用微藻養(yǎng)殖農(nóng)戶的比例，減少水產(chǎn)養(yǎng)殖病害損失、促進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的提質(zhì)增效和高質(zhì)量發(fā)展。
【關(guān)鍵字】：微藻 科技創(chuàng)新 水產(chǎn)養(yǎng)殖
