?小球藻（Chlorella）是一種單細(xì)胞綠藻，富含蛋白質(zhì)、維生素和抗氧化物質(zhì)，廣泛應(yīng)用于食品、保健品、生物燃料等領(lǐng)域。無(wú)論是科研實(shí)驗(yàn)還是規(guī)模化生產(chǎn)，掌握科學(xué)的小球藻擴(kuò)培技術(shù)都至關(guān)重要。以下是一套分階段培養(yǎng)的詳細(xì)指南，幫助你高效完成從實(shí)驗(yàn)室小規(guī)模到工業(yè)化生產(chǎn)的全過(guò)程。
一、為什么需要分階段擴(kuò)培？
小球藻的擴(kuò)培需循序漸進(jìn)，分一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)逐級(jí)放大。原因在于：
1. 降低污染風(fēng)險(xiǎn)：直接大規(guī)模培養(yǎng)易受雜菌污染，分階段可逐步控制環(huán)境。
2. 優(yōu)化生長(zhǎng)條件：不同階段的光照、通氣和營(yíng)養(yǎng)需求不同，需針對(duì)性調(diào)整。
3. 提高成功率：逐級(jí)擴(kuò)培能保證藻種活力，避免資源浪費(fèi)。
二、培養(yǎng)前的通用準(zhǔn)備
培養(yǎng)基選擇：推薦使用BG11培養(yǎng)基（含硝酸鹽、磷酸鹽、微量元素等），按配方配制后需高溫滅菌（121℃滅菌20分鐘）。
藻種來(lái)源：選擇活性高、無(wú)污染的藻種，可從專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)購(gòu)買(mǎi)或自行保存。
基礎(chǔ)設(shè)備：光照培養(yǎng)箱、通氣泵、pH計(jì)、顯微鏡、滅菌鍋等。
三、分階段擴(kuò)培操作詳解
1. 一級(jí)擴(kuò)培（實(shí)驗(yàn)室小規(guī)模培養(yǎng)）
目標(biāo)：激活藻種，獲得高純度基礎(chǔ)藻液。
步驟：
1. 接種：在無(wú)菌操作臺(tái)內(nèi)，將藻種按20%比例接種到滅菌后的BG11培養(yǎng)基中（例如：100ml培養(yǎng)基加入20ml藻種）。
2. 培養(yǎng)條件：
光照：2000-5000 lux（相當(dāng)于日光燈下15-30cm距離），每日12小時(shí)光照/12小時(shí)黑暗。
溫度：25-30℃，避免劇烈波動(dòng)。
通氣：輕微通氣（每秒12個(gè)氣泡）或每日手動(dòng)搖瓶3-4次。
3. 監(jiān)測(cè)與收獲：
每天觀察藻液顏色，正常應(yīng)為鮮綠色；若發(fā)黃或渾濁，可能被污染。
3-5天后用顯微鏡檢查細(xì)胞密度，當(dāng)藻液濃度達(dá)到5*10^6 cells/mL時(shí)，可轉(zhuǎn)入二級(jí)培養(yǎng)。
注意事項(xiàng)：
嚴(yán)格無(wú)菌操作，接種時(shí)佩戴口罩和手套。
定期測(cè)pH值，用稀鹽酸或氫氧化鈉調(diào)節(jié)至7.0-8.5。
2. 二級(jí)擴(kuò)培（中規(guī)模培養(yǎng)）
目標(biāo)：擴(kuò)大藻液體積，為規(guī)?；a(chǎn)做準(zhǔn)備。
步驟：
1. 接種：將一級(jí)藻液按10-20%比例接入更大的培養(yǎng)容器（如5L玻璃罐）。
2. 培養(yǎng)條件：
光照：5000-10000 lux（需補(bǔ)光燈輔助），維持12小時(shí)光暗周期。
溫度：25-30℃，夏季需注意降溫。
通氣：持續(xù)通入過(guò)濾空氣（每秒3-5個(gè)氣泡），避免CO?不足。
3. 監(jiān)測(cè)與收獲：
每日檢測(cè)細(xì)胞密度（可用分光光度計(jì)測(cè)OD值），目標(biāo)濃度10^7 cells/mL。
若藻液黏稠度增加，需補(bǔ)充新鮮培養(yǎng)基稀釋。
注意事項(xiàng)：
通氣管道需定期消毒，防止生物膜堵塞。
避免強(qiáng)光直射，可用遮光布調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度。
3. 三級(jí)擴(kuò)培（大規(guī)模生產(chǎn)）
目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)工業(yè)化量產(chǎn)，適用于露天池或生物反應(yīng)器。
步驟：
1. 接種：將二級(jí)藻液按10-20%比例接入大型培養(yǎng)系統(tǒng)（如1-2噸的光生物反應(yīng)器）。
2. 培養(yǎng)條件：
光照：自然光+人工補(bǔ)光，總強(qiáng)度5000-10000 lux。
溫度：25-30℃，露天池需加蓋遮陽(yáng)網(wǎng)防高溫。
通氣：大功率氣泵持續(xù)供氧，必要時(shí)補(bǔ)充CO?（濃度15%）。
3. 監(jiān)測(cè)與收獲：
每天檢測(cè)pH、溶氧量和營(yíng)養(yǎng)鹽（硝酸鹽、磷酸鹽），及時(shí)補(bǔ)充消耗的營(yíng)養(yǎng)。
當(dāng)藻液濃度達(dá)10^7 cells/mL時(shí)，可離心或過(guò)濾采收。
注意事項(xiàng)：
露天培養(yǎng)需防雨水、灰塵和蟲(chóng)害，可加裝防蟲(chóng)網(wǎng)。
定期清理池壁，防止雜藻附著。
四、常見(jiàn)問(wèn)題與解決方案
1. 藻液發(fā)黃/發(fā)臭：可能是細(xì)菌污染，需丟棄并徹底消毒設(shè)備。
2. 生長(zhǎng)緩慢：檢查光照是否不足，或營(yíng)養(yǎng)鹽（尤其是氮、磷）是否耗盡。
3. 沉淀分層：增加通氣量，或補(bǔ)充微量元素（如鐵、鎂）。
五、總結(jié)
小球藻培養(yǎng)的成敗取決于無(wú)菌操作、環(huán)境控制和精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)。分階段擴(kuò)培既能保證藻種活性，又能逐步適應(yīng)生產(chǎn)條件。無(wú)論是實(shí)驗(yàn)室研究還是商業(yè)開(kāi)發(fā)，遵循科學(xué)的流程和細(xì)節(jié)管理，才能高效獲得優(yōu)質(zhì)藻液。未來(lái)，隨著光生物反應(yīng)器等技術(shù)的進(jìn)步，小球藻的規(guī)?；瘧?yīng)用將更加環(huán)保和經(jīng)濟(jì)！
小貼士：初次嘗試可從一級(jí)擴(kuò)培開(kāi)始，熟練后再逐步放大，避免資源浪費(fèi)哦！
