膜生物反应器中小球藻生物膜生长与代谢的光调控特性

为改善微藻细胞固定化培养过程中的光传递与气体传质性能,设计一种具有气液分离特性的膜式光生物反应器系统,并开展光照强度影响下小球藻细胞生物膜成膜及代谢特性研究。通过检测反应器中小球藻生物膜细胞的生物量、细胞组成、叶绿素以及油脂组分,分析光照条件对小球藻生物膜的形成、生长及油脂合成等调控特性。研究发现:高光强胁迫正调控胞内油脂积累,在光照强度为230μmol·(m~2·s)~(-1)条件下小球藻生物量产率和油脂产率最高,分别为5.50 g·(m~2·d)~(-1)和1.71 g·(m~2·d)~(-1);细胞内叶绿素a和b及淀粉含量随光照强度增加呈先增加后减少的趋势,但类胡萝卜素和蛋白质的含量变化较小;在小球藻的油脂组成中,在光照强度为46μmol·(m~2·s)~(-1)时,得到最大的C16~C18碳链脂肪酸含量及不饱和脂肪酸含量,而除C16~C18碳链脂肪酸外的其他脂肪酸组分则随光照强度的增加逐渐增加。