近年来,随着微藻生物技术的不断革新,紫球藻生物质的生产能力得到显著提升,开发紫球藻生物质是食品研发领域的热点。但是,现有微藻生物技术开发紫球藻生物质仍面临着成本高、生物量低等技术瓶颈,制约紫球藻在食品、医药等领域的应用。为了解决这些问题,本文采用发光二极管作为光源探究不同光质对紫球藻生长和合成生物活性物质性能的影响;随后,研究白光和绿光协同作用下的氮浓度对紫球藻合成藻胆蛋白、油脂、多糖的影响,获得紫球藻生长和产物合成的最佳调控模式;最后,以紫球藻湿藻体为原料,运用一种绿色高效的多相分离技术提取紫球藻可溶性蛋白质,并优化该技术的工艺参数,为紫球藻蛋白质的开发利用提供一定的理论参考。本课题获得以下结果:在初始紫球藻接种量为0.1 g/L、光照强度为3000 Lux、培养温度为25℃、CO2浓度为5%和通气速率为1L/min的条件下,利用敞开式柱型鼓泡光生物反应器,探究了绿光、蓝光、红光和白光四种光质对紫球藻生长和合成生物活性物质性能的影响。实验结果表明:经18d的培养后,紫球藻细胞在绿光条件下的生物量最高,达2.93 g/L;相反的是,紫球藻细胞在红光条件下的生物量最低（1.12 g/L）。第15d时,蓝光条件下紫球藻细胞合成最大量的藻红蛋白（B-PE,59.49mg/L）。蛋白质合成方面,不同光质的紫球藻细胞的蛋白质含量都呈现出先上升后下降的趋势。蓝光条件下紫球藻细胞表现出最强的蛋白质合成能力;相反的是,红光不利于紫球藻细胞合成蛋白质。多糖合成方面,第18d收获时,紫球藻细胞在绿光条件下表现出最强的胞内多糖（607.21 mg/L）和胞外多糖（255.62 mg/L）的合成能力。油脂合成方面,不同光质下的紫球藻细胞合成的主要脂肪酸为棕榈酸（PA）、亚油酸（LA）、花生四烯酸（ARA）和二十碳五烯酸（EPA）,白光条件下紫球藻细胞合成的这四种脂肪酸含量分别为27.63%、17.31%、24.52%和21.51%;各实验组中多不饱和脂肪酸的含量之和占总脂肪酸的比例均超过60%。在白光和绿光条件下,研究了不同硝酸钾浓度（0、0.5、1和1.5 g/L）对紫球藻细胞的生长和产物合成的影响。实验结果表明:在相同浓度条件下,绿光更有利于紫球藻细胞的生长。藻细胞在绿光和氮浓度为1g/L的条件下的生物量最大,为3.09 g/L。在氮浓度处于0.5-1.5 g/L时,藻细胞的蛋白质含量呈现先增加后减少的趋势。在白光和氮浓度为0.5g/L的条件下,藻细胞经12d培养可合成最大量的别藻蓝蛋白（11.68 mg/L）,延长培养时间会导致别藻蓝蛋白的含量减少。与白光组相比,绿光条件下的藻细胞在各氮浓度组均表现出更强的多糖合成能力。在所有实验组中,在绿光和氮浓度为1.5 g/L的条件下藻细胞可合成最大的胞内多糖（638.73 mg/L）。紫球藻细胞在培养至18d时的不饱和脂肪酸总含量与氮浓度浓度呈正相关,其中各实验组中ω-6多不饱和脂肪酸的含量占总脂肪酸的比例均超过40%。为了获得紫球藻可溶性蛋白质,运用一种以硫酸铵、叔丁醇和蒸馏水为体系的多相分离技术,优化工艺参数。在最优条件下,多相分离技术提取紫球藻可溶性蛋白质的提取率为44%。多相萃取技术选择叔丁醇作为提取介质和提取温度为室温,这可表明该技术是一种绿色且合算的提取方法,具有广阔的应用前景。