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藻蓝蛋白是一种在医疗保健领域具有广阔应用前景的蛋白色素复合物,目前主要从螺旋藻中提取获得。与螺旋藻相比,红藻Galdieria sulphuraria具有可异养培养、细胞生长速度快、藻蓝蛋白产率高等优势,目前利用红藻积累藻蓝蛋白的研究越来越多。本实验室前期初步建立了红藻G.sulphuraria 074G“异养-稀释-光诱导”串联培养工艺,该工艺具有藻蓝蛋白产率高、品质好的优势,有较好的产业化前景,但之前的研究处于实验室小试阶段,因此进一步深入研究红藻G.sulphuraria 074G高效率、规模化产藻蓝蛋白的培养工艺对促进其产业化具有重要的现实意义。本文对红藻G sulphuraria 074G“异养-稀释-光诱导”串联培养中的异养培养工艺和光诱导培养工艺分别开展了进一步的优化及初步放大,主要研究内容及结果如下:(1)针对营养元素对红藻G.sulphuraria 074G异养培养的影响,结果表明:C/N比对红藻异养培养的影响与碳源浓度有关。在葡萄糖浓度低时,存在最佳C/N比。随着碳源浓度的提高,C/N比对细胞生长的影响逐渐减小。考察了 9种金属离子对红藻异养培养的影响,其中Mg2+最佳浓度为300 mg/L,Zn2+最佳浓度为0.88 mg/L,并对金属离子浓度进行了优化组合,利用优化后的培养基进行红藻摇瓶异养培养,细胞密度提高了14.5%。(2)针对红藻G.sulphuraria 074G高密度异养培养工艺,在5L发酵罐上建立了红藻异养培养工艺并对其进行了优化,培养过程中C/N比为细胞生长的限制性因素。在50L发酵罐上对红藻异养培养工艺进行了初步放大,最终细胞密度达145.23 g/L。(3)针对以藻蓝蛋白高产率为目标的红藻G.sulphuraria 074G光诱导培养工艺,在光暗周期(12h:12h)下,光诱导白天最佳温度为46℃,夜晚温度最佳为40℃。光诱导过程中持续通入CO2及夜晚混合有利于提高藻蓝蛋白产率。(4)针对红藻G.sulphuraria 074G光诱导培养的光反应器评价及初步放大,建立了适用性较好的红藻藻液Cornet光衰减模型,模型参数光吸收系数Ea=0.0126 m2/g,光散射系数Es=2.5628 g/L;在室内弱光及户外强光条件下开展了1L柱式光反应器、3L平板式光反应器、15L平板式光反应器的红藻光诱导培养对比研究,分析得到异养细胞转光诱导培养初始阶段反应器内体积平均光强IavV为影响红藻光诱导结果的关键因素,其值为600 μmol/(m2.s)左右时红藻光诱导效果最佳。利用户外1.35 m2跑道池实现了红藻G.sulphuraria 074G光诱导培养的初步放大,诱导过程的体积平均光强IavV为543μmol/(m2.s),藻蓝蛋白产率达17.25 mg/L/d。