科创中国

开发微藻循环光照兼养培养系统。对不同微藻，模拟并建立循环系统参数，使微藻在系统中利用有机碳以及循环过程产生的短周期光照，可实现常规持续光照条件下相同甚至更好的生长效率。在培养工艺上，使用发酵罐连接密闭的管路系统，外接管路系统的体积较小易于灭菌。放大至百升或者吨级后，在无菌操作、照明设备和管路成本上的投入上可控，较好的克服污染和成本的问题。该系统可帮助今后实现兼养培养的规模化放大。

微藻作为单细胞的光合生物，在培养方式上具有自养、异养、兼养等培养方式。对不同的微藻种类，商业化生产使用不同的模式。通过目前的验证，绝大多数微藻可以不同程度的实现兼养培养，兼养培养具备着光自养和异养的优势，可实现有机碳源和无机碳源有效利用的培养方法，有助于实现微藻光合固碳和微生物发酵高效生产的双重目标，但是现阶段的培养普遍由于反应器无法提供足够光源以及无菌操作不易实现等问题，始终无法实现兼养培养的规模放大。

在微藻种质资源的开发过程中，人们不断发现微藻的经济价值，微藻含有着丰富的油脂、蛋白质、多糖和色素等代谢产物。在生产过程中，微藻的兼养培养适用于大多数藻种的培养，可提高产率5~20倍不等。但兼养培养工艺中透光性和杂菌污染问题，限制生产投入。本兼养培养系统，基于微藻自身对于光照能量需求机制出发进行设计，可实现微藻高密度兼养培养，并具有规模放大的可行性。

中国科学院青岛生物能源与过程研究所（以下简称“青岛能源所”） 是由中国科学院、山东省人民政府、青岛市人民政府于 2006 年 7 月 启动筹建，2009 年 11 月 30 日通过共建三方验收并纳入中国科学院 “知识创新工程”管理序列的国立科研机构。2019 年 6 月 17 日，山东 省、中科院、青岛市三方签署协议以青岛能源所为依托单位，共同筹 建山东能源研究院，支撑国家能源创新体系建设，提升山东省能源科 技创新能力，服务能源产业新旧动能转换和高质量发展。依托青岛能 源所、山东能源研究院建设的青岛新能源山东省实验室在 2020 年 12 月 17 日挂牌筹建。形成了青岛能源所、山东能源研究院、青岛新能 源山东省实验室“三位一体”的发展格局。

通过对三种微藻（微拟球藻、三角褐指藻、麦卡藻）在系统培养过程中的生化分析和组学分析，建立不同微藻的匹配性培养方案，涉及循环流速，循环系统体积比，光照强度调节，有机碳源补充方式等，实现在5 L级培养装置中，单批次培养周期（10天）的生物量积累相较于自养条件下提高10~15倍，并细化了规模放大的方案。

共同开发、技术转让