全 文 ：第９卷第１期
２０１１年１月
生 物 加 工 过 程
ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｉｏｐｒｏｃｅｓｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏｌ．９Ｎｏ．１
Ｊａｎ．２０１１
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－３６７８．２０１１．０１．０１４
收稿日期：２０１０－０８－３０
基金项目：武汉科技大学绿色制造与节能减排科技研究中心开放基金资助项目（Ｂ１０１３）；湖北省自然科学基金资助项目（２００８ＣＤＢ３５４）；武汉
市供需对接项目（２００９５１６２４４９７）；湖北省科技厅科技研发计划（２００８ＢＣＢ２０３）
作者简介：杨忠华（１９７６—），男，湖南怀化人，教授，研究方向：微藻技术、ＣＯ２减排、生物催化，Ｅｍａｉｌ：ｙａｎｇｚｈｏｕｇｈｕａ７６＠ｗｕｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ
利用微藻固定 ＣＯ２实现碳减排的研究进展
杨忠华，杨 改，李方芳，颜家保
（武汉科技大学 化学工程与技术学院，武汉 ４３００８１）
摘 要：ＣＯ２减排是目前社会经济发展所面临的重大环境问题之一，如何高效、绿色地进行减排已成为各国科研工
作者关注与研究的热点。利用微藻技术进行减排符合碳循环规律，显示出很好的应用前景。本文结合笔者近年在
利用微藻技术进行碳减排方面的研究工作，从固定ＣＯ２的微藻选育、微藻的培养、微藻减排在光生物反应器方面的
开发以及ＣＯ２减排与污水深度处理及高价值生物质生产的耦合等４个方面对近些年来国内外在利用微藻技术实
现ＣＯ２减排方面的研究情况进行了归纳与评述，并对前景进行了展望。
关键词：ＣＯ２排放；固定；微藻类；减排
中图分类号：Ｘ１４５ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７２－３６７８（２０１１）０１－００６６－１０
ＲｅｃｅｎｔｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｆｉｘａｔｉｏｎｏｆＣＯ２ｗｉｔｈｍｉｃｒｏａｌｇａｅｆｏｒｃａｒｂｏｎｅｍｉｓｓｉｏｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎ
ＹＡＮＧＺｈｏｎｇｈｕａ，ＹＡＮＧＧａｉ，ＬＩＦａｎｇｆａｎｇ，ＹＡＮＪｉａｂａｏ
（ＣｏｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ４３００８１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅｅｍｉｓｓｉｏｎｗａｓｎｏｗｏｎｅｏｆｔｈｅｂａｒｉｅｒｓｔｏｂｅｏｖｅｒｃｏｍｅｆｏｒｔｈｅ
ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｏｆｉｘＣＯ２ｗｉｔｈｈｉｇｈｅｆｉｃｉｅｎｔｃｙａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｙｆｒｉｅｎｄｌｙｈａｄｂｅ
ｃｏｍｅｔｈｅｈｏｔｒｅｓｅａｒｃｈｆｉｅｌｄ．ＩｔｍｅｔｎａｔｕｒａｌｃａｒｂｏｎｃｙｃｌｅｂｙｕｓｉｎｇｍｉｃｒｏａｌｇａｅｔｏｆｉｘＣＯ２．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｒｅ
ｖｉｅｗｓｔｈｅｒｅｃｅｎｔｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆＣＯ２ｅｍｉｓｓｉｏｎｗｉｔｈｍｉｃｒｏａｌｇａｅ．Ｂｒｅｅｄｉｎｇｏｆｔｈｅｍｉｃｒｏａｌｇａｅ，ｔｈｅ
ｍｉｃｒｏａｌｇａｅｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ，ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｐｈｏｔｏｂｉｏｒｅａｃｔｏｒｆｏｒｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅｅｍｉｓｓｉｏｎｂｙｍｉ
ｃｒｏａｌｇａｅ，ａｎｄｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｃｏｕｐｌｉｎｇｗｉｔｈｒｅｄｕｃｉｎｇＣＯ２ｅｍｉｓｓｉｏｎｗｅｒｅｈｉｇｈｌｉｇｈｔｅｄｉｎｔｈｉｓｒｅｖｉｅｗ．
Ｆｉｎａｌｙ，ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｓｏｆｔｈｅｍｉｃｒｏａｌｇａｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅｗｅｒｅａｌｓｏｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅｅｍｉｓｓｉｏｎ；ｆｉｘａｔｉｏｎ；ｍｉｃｒｏａｌｇａｅ；ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ
以ＣＯ２为主的温室气体大量排放造成的温室效
应是２１世纪全人类所面临的最大环境问题［１］。如何
实现碳减排，成为当前科学界的研究热点。微藻通过
光合作用，将ＣＯ２转化成蛋白质、淀粉、维生素及脂质
等生物物质，有助于实现碳减排。由于微藻具有光合
速率高、繁殖快、环境适应性强、处理效率高以及易与
其他工程技术集成等优点［２－５］，近些年国内外对利用
微藻技术进行碳减排进行了大量的研究。
本文结合笔者近年来的研究成果，对国内外微
藻固定ＣＯ２技术从以下几方面进行分析与介绍：碳
减排微藻的选育、微藻的培养模式、各种光生物反
应器在微藻碳减排中的应用及微藻碳减排与污水
深度处理和高价值生物质生产的耦合。
１ 高效碳减排微藻的选育
对温室气体ＣＯ２的控制已经成为大气污染控制
研究的新热点。利用微藻固定ＣＯ２的光生物技术是
一种有应用前景的ＣＯ２减排途径。
１１ 高效固定ＣＯ２微藻的选育
目前，人们对微藻固定 ＣＯ２的研究主要集中在
以下２个领域：一是利用微藻固定烟道气中高浓度
的ＣＯ２；二是利用微藻去除密闭空间里的ＣＯ２，比如
太空舱等［５］。然而，提高微藻固定 ＣＯ２的能力可从
多方面进行，如培养基配方的改良、选择合适的光
生物反应器、优化微藻培养条件及筛选出能够高效
固定ＣＯ２的微藻藻株。而优良的藻株是微藻高效固
定ＣＯ２的基础，表１列出了目前国内外学者从自然
界中筛选的藻种及其对ＣＯ２的固定效果。
表１ 固定ＣＯ２的微藻选育情况
Ｔａｂｌｅ１ ＢｒｅｄｍｉｃｒｏａｌｇａｅｆｏｒＣＯ２ｆｉｘａｔｉｏｎ
藻种类别 ｗ（ＣＯ２）／％ 温度／℃ ＣＯ２固定速率／（ｇ·Ｌ
－１） 文献
微绿球藻（Ｎａｎｎｏｃｈｌｏｒｏｐｓｉｓｏｃｕｌａｔａ） １５ ２５ ０８７５ ［６］
纤细绿藻（Ｅｕｇｌｅｎａｇｒａｃｉｌｉｓ） １０ ２７ ００７４ ［７］
绿球藻（Ｃｈｌｏｒｏｃｏｃｃｕｍｌｉｔｏｒａｌｅ） ４０ ３０ １０００ ［４］
嗜热蓝藻（Ｃｈｌｏｒｏｇｌｅｏｐｓｉｓｓｐ） ５ ５０ ００２０ ［８］
聚球藻（ＳｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓｓｐＰＣＣ７９４２） ５ ３０ ０６００ ［９］
小球藻（Ｃｈｌｏｒｅｌａｖｕｌｇａｒｉｓ） １ ２５ ６２４０ ［１０］
小球藻 （ＣｈｌｏｒｅｌａｓｐＵＫ００１） １５ ３５ ＞１０００ ［１１］
斜生栅藻（Ｓｃｅｎｅｄｅｓｍｕｓｏｂｌｉｑｕｕｓ） １８ ３０ ０２６０ ［１２］
螺旋藻（Ｓｐｉｒｕｌｉｎａｓｐ） ６ ３０ ０２２０ ［１２］
１．２ 通过基因工程技术改造和提高微藻固碳效率
近年来已有研究表明，通过基因工程方法改良
微藻体内的某些代谢酶系或根据需要将细胞中不
存在的代谢途径引入细胞中，可以提高微藻固定
ＣＯ２的效率。Ｂｅｕｆ等
［１３］从耐受高浓度 ＣＯ２的藻株
Ｃｈｌｏｒｏｃｏｃｃｕｍｌｉｔｏｒａｌｅ中，提取了编码 Ｒｕｂｉｓｃ活化酶
（Ｒｃａ）的ＤＮＡ区域，研究发现 Ｒｃａ的产生来源于高
浓度 ＣＯ２的诱导作用。Ｋａｎｇ等
［１４］为了从基因水平
上调控光合作用，将编码果糖１，６－二磷酸酯醛缩
酶（ＡＬＤ）与丙糖磷酸酯异构酶（ＴＰＩ）的基因，利用
鱼腥藻７１２０（Ａｎａｂａｅｎａｓｐ．）进行表达，发现在实验
条件下，上述２种酶的转基因细胞活性比野生细胞
的活性强。这些基因转入后明显提高了吸收和转
化ＣＯ２的能力。
１．３ 不同育种方法的比较及应用
有关微藻育种方法的报道主要有以下几种：选
择育种、诱变育种、细胞融合及基因工程等。其５种
育种方法的优缺点及其应用见表２。
表２ 微藻的不同育种方法的比较及应用
Ｔａｂｌｅ２ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｔｈｅｂｒｅｅｄｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｍｉｃｒｏａｌｇａｅａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
育种方法 优点 不足 应用
自然筛选
方法较为简单，且对环境、
生物种群和人类不会造成
大的威胁
选择范围较小，育种
周期长，工作量大
Ｓｕｎｇ等［１５］筛选出的小球藻 Ｃｈｌｏｒｅｌａｓｐ．
ＫＲ １在高浓度ＣＯ２及高温下显示了极好
的ＣＯ２固定性能，在体积分数高达３０％的
ＣＯ２和４０℃的条件下仍能正常生长
物理诱变育种 操作简单、成本低、效率高 诱发突变的有利个体不多
陈明明等［１６］利用紫外诱变育种技术获得
的固碳突变株，其最适 ＣＯ２体积分数从
１０％提高到２０％
化学诱变育种 化学诱变只需少量的药剂和简单的设备，且有一定专一性
在操作时对人体及
环境 有 一 定 的 危
害性
陆开形等［１７］采用亚硝基胍处理雨生红球藻。
结果表明，亚硝基胍质量浓度为２５ｇ／Ｌ时，
突变株生长最快，虾青素含量也最多
７６ 第１期 杨忠华等：利用微藻固定ＣＯ２实现碳减排的研究进展
续表２
育种方法 优点 不足 应用
细胞融合 提高物种变异率，可以缩短育种周期，拓宽育种领域，提高育种水平 技术发展较为缓慢
Ｔｊａｈｊｏｎｏ等［１８］使用３种除草剂（哒草伏、氟
啶酮、烟碱）对雨生红球藻进行诱变，得到
一系列的抗抑制物突变体，将任意２种或３
种突变体进行原生质融合，所产生的杂交
株的类胡萝卜素的形成能力均比亲本和野
生型高３倍
基因工程 目标明确，针对性较强 技术不够成熟，且安全性有待验证
Ｓａｓａｋｉ等［１９］将Ｃｈｌｏｒｏｃｏｃｃｕｍｌｉｔｏｒａｌｅ在极高
ＣＯ２浓度 （２０％）下诱导的２种 ｃＤＮＡ进行
克隆，分别命名为 ＨＣＲ１和 ＨＣＲ２（ｈｉｇｈ
ＣＯ２ｒｅｓｐｏｎｓｅ），进一步分析发现：在高浓度
ＣＯ２且培养液缺 Ｆｅ
２＋的条件下，才能诱导
ＨＣＲ１ｍＲＮＡ和ＨＣＲ２ｍＲＮＡ的大量产生
由于对微藻固定ＣＯ２的分子作用机制的研究还
不是很透彻，目前利用微藻进行碳减排在基因工程
育种方面的研究还不是很多，主要集中在选择育种
和诱变育种２个方面。
２ 碳减排微藻的培养体系
２．１ 固定ＣＯ２微藻的培养条件
影响微藻的代谢活动和生长速率的因素有很
多，如：光周期、营养盐浓度、稀释率等。只有深入
了解这些因素对微藻固碳的影响，才可以获得培养
微藻的最优化条件。
２．１．１ 光周期对微藻固碳的影响
Ｅｄｕａｒｄｏ等［２０］研究了不同的光周期对培养在鼓泡
式光生物反应器内的微藻 Ａｐｈａｎｏｔｈｅｃｅｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃａ
Ｎｇｅｌｉ的生物量和固定ＣＯ２能力的影响。结果显示，光
周期是决定性因素。在连续光照的培养条件下，微藻
的固碳能力达到９９６９％；但是，并不是光周期越长越
好。有些微藻在光周期太短或太长时，其细胞密度和
生长量反而下降。孙岁寒等［２１］研究了不同的光周期
对海洋微藻四列藻（Ｔｅｔｒａｓｅｌｍｉｓｔｅｔｒａｔｈｅｌｅ）的影响，分别
设置短光周期为ｌ、２、４、６、８和１０ｈ６个等级，长光周期
为２３、２２、２０、１８、１６和１４ｈ６个等级，均与光周期１２ｈ
作对照，测定了四列藻的细胞密度、叶绿素ａ和蛋白质
含量等指标。结果表明，只有在光周期为６～１８ｈ期
间，四列藻的细胞密度、叶绿素ａ和蛋白质含量等指标
才会达到较高水平。当光周期过短或过长时，不仅四
列藻的生长受到抑制，且细胞密度、叶绿素ａ和蛋白质
含量也显著降低。
２．１．２ ＣＯ２浓度对微藻固碳的影响
不同的微藻对 ＣＯ２的耐受性均有所区别，有的
仅仅在低浓度的 ＣＯ２条件下才能正常生长，还有一
些微藻在高浓度的ＣＯ２条件下才会显示出高效的生
长速率。
Ｄｒａｇｏｌｊｕｂ等［２２］通过改变 ＣＯ２的体积分数和 Ｎ
源的质量浓度，利用响应曲面法分析，在１１种不同
的培养基培养下检测 １０种淡水和海洋微藻固定
ＣＯ２的能力。结果显示：微藻在高浓度的 ＣＯ２和 Ｎ
源中是可以正常生长的。Ｙｕ等［２３］研究了 Ｐｌａｔｙｍａ
ｎａｓｓｐ、Ｐｌａｔｙｍａｎａｓｓｕｂｃｏｒｄｉｆｏｒｍｉｓ、新 月 菱 形 藻
（Ｎｉｔｚｓｃｈｉａｃｌｏｓｔｅｒｉｕｍ）、等鞭金藻８７０１（Ｉｓｏｃｈｒｙｓｉｓｇａｌ
ｂａｎａＰａｒｋｅ）、Ｄｕｎｏｌｉｅｌａｓａｌｉｎａ和Ｃｈｌｏｒｅｌａｓｐ．等６株
微藻在高浓度的 ＣＯ２中的生长状况，发现微藻的细
胞浓度要远高于环境中的 ＣＯ２浓度，且随着时间的
延长，增长加快。
２．１．３ 培养基成分对微藻固碳的影响
合适含量的Ｎ源和Ｐ源才会促进微藻的生长。
一般来说，根据代谢产物的要求调节 Ｃ、Ｎ源以及 Ｐ
源的比例以满足需求。除此之外，可以用生活废
水、农业废水以及焦化废水代替原本微藻固碳的培
养液。因为废水中含有丰富的 Ｎ源和 Ｐ源，可促进
微藻的正常生长。
耐高浓度ＣＯ２的绿藻Ｃｈｌｏｒｏｃｏｃｃｕｍｌｉｔｏｒａｌｅ在含
有无机碳和硝酸盐的培养条件下，以光合自养的方
式合成脂肪酸。通过调节 ＣＯ２和 Ｎ２的比例来调节
鼓泡气体的ＣＯ２浓度，可以避免光呼吸并在有氧的
条件下合成β 氧化脂肪酸。在硝酸盐存在及 ＣＯ２
的体积分数为５％ ～５０％的条件下，微藻的脂肪酸
含量保持不变。在硝酸盐缺乏的条件下，ＣＯ２浓度
逐渐减少，脂肪酸含量急剧增加。培养基中的
８６ 生 物 加 工 过 程 第９卷
ＨＣＯ３
－／ＣＯ２是在硝酸盐限制状态后生产脂肪酸的
控制因素［２４］。
Ｋｉｍ等［２５］将命名为ＫＥＰⅠ的培养基（经过发酵
的猪尿以体积比为３％的流量加入可控制的培养基
（ＣＴ）中制成）和１０％的 ＢＢＭ培养基分别用于培养
Ｓｃｅｎｅｄｅｓｍｕｓ。研究结果显示：２个月后，ＫＥＰⅠ培养
基可影响微藻的细胞分裂：培养３１ｄ后，ＫＥＰⅠ培
养基中Ｓｃｅｎｅｄｅｓｍｕｓ的生长速率、干质量及氨基酸含
量分别提高了２倍、１６倍和１７倍；次级代谢产物
的含量也增长了很多。由此可以看出，ＫＥＰⅠ培养
基既可以提高工业上微藻的固碳率，也可以增加生
物调控，提高植物营养素、农业肥料及鱼类饵食的
成本效益。
２．１．４ 温度及ｐＨ对微藻固碳的影响
不同种类微藻的耐受温度都有所区别。李小
龙等［２６］研究了不同的温度对铜绿微囊藻（Ｍｉｃｒｏｃｙｓ
ｔｉｓａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）和玫瑰拟衣藻（Ｃｈｌｏｒｏｍｏｎａｓｒｏｓａｅ）光
合作用的影响。研究发现：２种藻的光合放氧速率
都随着温度的升高而加快，其中铜绿微囊藻的最适
温度高于３５℃，而玫瑰拟衣藻在温度高于３０℃后，
净光合放氧速率会迅速下降。可见，铜绿微囊藻的
适应温度范围宽，对高温具有良好的适应性，并且
光合作用随温度的升高而显著提高。
夏利花等［２７］研究了３种北极微藻———玛氏骨
条藻（Ｓｋｅｌｅｔｏｎｅｍａｍａｒｉｎｏｉ）、小球藻（Ｃｈｌｏｒｅｌａｓｐ．）
和衣藻（Ｃｈｌａｍｙｄｏｍｏｎａｓｓｐ．）对环境温度的适应
性。结果表明：不同的微藻对温度的适应性均有
所不同：玛氏骨条藻在４℃具有最快生长速率，最
高的超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）和过氧化氢酶（ＣＡＴ）
酶活性及最低的丙二醛（ＭＤＡ）含量；小球藻和衣
藻的最快生长速率及酶活均在 ８℃时，而小球藻
和衣藻的 ＭＤＡ含量最低值分别出现在０和８℃。
同样，不同的微藻对 ｐＨ的耐受性也有差异，在
不同的 ｐＨ条件下，自由态的 ＣＯ２的含量会发生变
化，又因为不同藻类对ＣＯ２的亲和系数不同，所以会
导致不同的微藻即使在相同的 ｐＨ条件下，其光合
作用率也会有差别。邓光等［２８］用测定净光合放氧
速率的方法研究了 ｐＨ对锥状斯氏藻（Ｓｃｒｉｐｐｓｉｅｌａ
ｔｒｏｃｈｏｉｄｅａ）和塔玛亚历山大藻（Ａｌｅｘａｎｄｒｉｕｍｔａｍａ
ｒｅｎｓｅ）光合作用的影响。研究发现，这２种藻适宜
的ｐＨ范围为７０～９０；当 ｐＨ高于９５时，光合作
用效率降低，在 ｐＨ为 １００时，细胞将全部死亡。
这是因为在一定 ｐＨ范围内，Ｒｕｂｉｓｃｏ酶的活性随
ｐＨ的增大而逐渐增大，进而提高了 ＣＯ２的固定率。
薛凌展等［２９］通过纯培养和混合培养的方式，分别研
究了不同的ｐＨ对铜绿微囊藻（Ｍｉｃｒｏｃｙｓｔｉｓａｅｒｕｇｉｎｏ
ｓａ）和普通小球藻（Ｃｈｌｏｒｅｌａｖｕｌｇａｒｉｓ）生长的影响。
结果显示：在纯培养条件下，普通小球藻在ｐＨ７～９
的范围内生长较好，且其最佳ｐＨ为８。低于或高于
其最适ｐＨ，普通小球藻的生长速度和叶绿素ａ含量
显著下降，其中以高碱性环境下生长抑制现象最为
显著。这可能是因为ｐＨ的变化直接影响到普通小
球藻细胞内的ＰＳＩ光化学效率，进而影响到产氢速
率，阻碍了光合作用的进行，导致藻类生长受
阻［３０］。铜绿微囊藻在 ｐＨ为８～１１范围内生长良
好，其最佳生长ｐＨ为９，当 ｐＨ等于７时，铜绿微囊
藻的生长抑制现象较为明显的原因可能是较低的
ｐＨ抑制了藻细胞内相关酶的活性，影响了铜绿微囊
藻对营养盐的吸收利用，从而阻碍了光合作用的正
常进行，因此抑制了藻细胞的生长。在混合培养的
条件下，ｐＨ等于１０时普通铜绿微囊藻对普通小球
藻的竞争抑制参数高达１２１３１，说明在高碱性环境
中，铜绿微囊藻对于普通小球藻具有绝对的优势。
因为在高 ｐＨ条件下，自由态的 ＣＯ２含量较低，不利
于绿藻的生长，而蓝藻对 ＣＯ２的亲和系数通常比绿
藻高，具有更低的饱和常数，对 ＣＯ２有更强的吸收
能力［３１］。
２．２ 固定ＣＯ２微藻的培养方式
在合适的培养条件下，不同的培养模式对微藻
生长、生物质积累和产率有很大的影响。在实际应
用中，微藻的培养模式主要有批次培养、流加培养、
半连续培养及连续培养４种模式。其中流加培养模
式和半连续培养模式的应用最为普遍。
２．２．１ 批次培养模式
微藻批次培养模式具有操作简单、成本低的优
点，是实验室普遍采用的一种培养方式。在不同培
养条件（如光强、培养基组分、ｐＨ和收获时期等）
下，研究微藻细胞内特定组分的积累规律和进行最
佳培养条件的优化，可为人工控制、调节和提高微
藻生长和合成特定产物提供一种简便易行的研究
方式［３２］。
因为批次培养模式操作简单，成本较低，目前
批次培养模式在研究不同因素对微藻的生长及代
谢产物的积累方面应用较为广泛。黄凯旋等［３３］以
批次培养的方式对比研究米氏凯伦藻（Ｋａｒｅｎｉａｍｉｋｉ
ｍｏｔｏｉ）对４种不同的 Ｎ源（ＮａＮＯ３、ＮａＮＯ２、ＮＨ４Ｃｌ
９６ 第１期 杨忠华等：利用微藻固定ＣＯ２实现碳减排的研究进展
和尿素）的吸收作用。结果表明，当 Ｎ、Ｐ的浓度比
为８０时，米氏凯伦藻细胞数量增长明显，对ＮａＮＯ３、
ＮａＮＯ２、ＮＨ４Ｃｌ和尿素的吸收量分别为 ５１６４、
２９２８、４２１７和４１４２μｍｏｌ／Ｌ。
欧林坚等［３４］采用批次培养方式，研究混合培养
的赤潮藻东海原甲藻（Ｐｒｏｒｏｃｅｎｔｒｕｍｄｏｎｇｈａｉｅｎｓｅ）与中
肋骨条藻（Ｓｋｅｌｅｔｏｎｅｍａｃｏｓｔａｔｕｍ）及东海原甲藻与链状
亚历山大（Ａｌｅｘａｎｄｒｉｕｍｃａｔｅｎｅｌａ）对溶解无机磷源的
竞争生长响应。结果表明，在富磷及贫磷的培养条件
下，中肋骨条藻的生长率均远超过东海原甲藻，而成
为培养体系中的绝对优势种。在培养体系中，碱性磷
酸酶活性因藻类磷的胁迫而显著升高，且在不同培养
体系中表现出酶活大小及状态的差异性，可能会影响
浮游植物对有机磷源的利用效率。
２．２．２ 流加培养模式
流加培养模式与批次培养模式相比，具有营养成
分的定时补充可显著提高微藻的细胞密度和代谢产
物的含量的优势。蒋礼玲等［３２］以普通小球藻（Ｃｈｌｏ
ｒｅｌａｖｕｌｇａｒｉｓ）为研究对象，利用模拟烟道气（１５％
ＣＯ２，８５％Ｎ２）研究不同培养模式对普通小球藻生长
的影响。研究发现，流加Ｎ源，小球藻生长的总生物
量为０８８０ｇ／Ｌ，比批次培养的总生物量提高了１４
倍。此研究证实了采用流加Ｎ源的培养方式既可消
除初始Ｎ浓度过高造成的抑制作用，又保证了微藻生
长过程中Ｎ营养盐的持续充足供给。刘世名等［３５］用
生长调节剂ＰＰ３３３处理异养小球藻，研究了ＰＰ３３３对
异养小球藻的生长及蛋白质含量的影响。实验结果
表明，用５０ｍｇ／Ｌ的ＰＰ３３３处理异养小球藻，采用摇
瓶分批流加培养时，与摇瓶批次培养相比，小球藻的
蛋白质含量提高了３８０％、生物量提高３３７ｇ／Ｌ。
２．２．３ 半连续培养模式
半连续培养是在一次性培养的基础上，当藻细胞
达到一定浓度后，收获一定量的藻液，补充等量培养
液继续培养的方法。半连续培养不仅广泛用于大规模
培养，也是微藻实验室研究中常用的培养模式。
与批次培养相比，半连续培养通过定时更新培
养液，有效地解决了批次培养中藻体老化和营养盐
缺乏的问题，使培养液中营养成分增加，生物密度
下降，引起藻体光合效率增加，藻细胞生长速率增
快，使藻细胞一直保持良好的生长状态。更新率作
为半连续培养的重要参数之一［３２］，对藻生长、生物
量积累以及生物质产率有不同程度的影响。在半
连续培养模式下，不同的微藻有不同的最适更新率
范围。在最适更新率下，微藻生物量产率达到最
高。因此在进行半连续培养时，需要根据不同的藻
种及培养系统选择合适的更新率，以提高大规模培
养微藻的生物质产量。
徐志标等［３６］研究了绿色巴夫藻的半连续培养
的影响因素。实验发现，更新率、更新周期和起始
更新时间均是半连续培养的重要参数。半连续培
养间的生长速率随更新率的上升而增大，随更新周
期的延长而减小。采收量和更新率间呈一抛物线
关系，更新率为３０％，采收量最大为１７０ｇ／ｄ。产
率随更新率的增大而减小，更新率为１０％时，产率
达每天 ０５８ｇ／Ｌ；而更新率 ５０％时，仅为每天
０２６ｇ／Ｌ。而随着更新周期的延长，采收的藻细胞
密度也随之增大。更新周期在２４ｈ内，总采收量随
更新周期的延长而下降。
谢作明等［３７］研究发现在半连续培养条件下，更
新率对具鞘微鞘藻的生物量增加和胞外多糖产量
有明显的影响，其总体趋势是先随更新率的增加而
增加，然后减少。当更新率为０３５／ｄ时，生物量增
殖最高，而此时具鞘微鞘藻向培养液中释放的多糖
并不是最高，只有更新率为０２５／ｄ时的８３％。
２．２．４ 连续培养模式
连续培养是指以一定的流速连续向培养系统内
添加新鲜培养液，同时以相同的速度流出培养液，使
反应器内的细胞生长环境处于恒定状态。这种恒定
状态使细胞生长处于一个稳定的环境中，细胞的生长
速度、代谢活性处于相对恒定的状态从而达到稳定高
速培养微藻或产生大量代谢产物的目的。稀释率是
连续培养模式中最重要的参数，它直接影响微藻的生
物质产量、细胞产率以及代谢产物的积累。
大多数研究表明，连续培养微藻存在着最佳稀
释率。在最佳稀释率范围内，生物量随着稀释率的
增加而增加，一旦超过最佳稀释率，藻细胞未能充
分生长便被冲走，生物量反而会随着稀释率的增加
而下降。曾文炉等［３８］在内循环气升式光生物反应
器中，分别研究了螺旋藻细胞在批式和连续培养条
件下的生长特性，结果表明：连续培养时随着稀释
率的增大，细胞和底物浓度分别呈下降和上升趋
势。Ｒｉｃｈａｒｄｓ模型和指数衰减模型可较好地描述批
式培养时细胞和Ｃ源底物浓度与培养时间的关系。
批式培养时最大细胞生长速率为每天０３７１ｇ／Ｌ，细
胞对碳的得率系数为３４３９ｇ／ｇ。连续培养时每天
的最大细胞产率为 ０３６２ｇ／Ｌ，最 佳 稀 释 率
０７ 生 物 加 工 过 程 第９卷
为０４５／ｄ，细胞对碳的得率系数为２０５ｇ／ｇ。
３ 碳减排微藻培养光生物反应器
光生物反应器是指能用于光合微生物及具有
光合能力的组织或细胞培养的一类装置，与一般的
生物反应器有相似的结构：有光、温度、溶解氧、
ＣＯ２、ｐＨ和营养物质等培养条件的调节与控制系
统。光生物反应器有较高的光能利用效率，在最佳
状态下可达到１８％，而植物和森林仅能利用人射光
能的０２％，并且可以进行全天候的连续或半连续
培养，因此能实现光合生物的高密度培养，并获得
较高的单位面积或体积的生物量产量。
目前，微藻培养主要有开放式和封闭式２种光生
物反应器［３９］。开放式光生物反应器主要为跑道池光
反应器，ＣＯ２可以采用人工供给或依靠与空气的自然
交换，并通过人工搅拌使空气中的 ＣＯ２溶解的方法来
补充，最突出的特点是构建简单、成本低廉及操作简
便但存在易受污染、培养条件不稳定等缺点。封闭式
反应器培养条件稳定，可无菌操作，易进行高密度培
养，已成为今后的发展方向。一般封闭式光生物反应
器有：管道式、平板式、柱状气升式反应器和搅拌式发
酵罐、浮式薄膜袋等，如图１所示［４０］。
图１ 用于微藻碳减排的封闭式光生物反应器
Ｆｉｇ．１ ＣｌｏｓｅｄｐｈｏｔｏｂｉｏｒｅａｃｔｏｒｕｓｅｄｆｏｒｔｈｅｍｉｃｒｏａｌｇａｌＣＯ２ｆｉｘａｔｉｏｎ
封闭式光生物反应器可人为控制藻细胞生长条
件，从而获得高产率的藻细胞生物质，且可避免杂藻
污染，但建设、运行成本高，同时扩大反应器规模对技
术的要求高。由于封闭式光生物反应器的可操控性
比较强，目前在碳减排方面应用较广。２００９年，笔者
利用微藻对武汉钢铁（集团）公司排放的烟道气进行
碳减排实验研究［１６］。在武钢焦化公司建立了一套
１００Ｌ的气升式光生物反应器，以太阳光为光源，以焦
炉加热室的烟道气为 ＣＯ２源，利用 Ｓｃｅｎｅｄｅｓｍｕｓ
ｏｂｌｉｑｕｕｓ在密闭的气升式光合反应器内高效转化
ＣＯ２。研究表明，该系统可成功地对实际烟道气中的
ＣＯ２进行减排，减排效率可达６０％以上。
不同微藻的生长条件及目标产物的代谢途径
不同，所需要控制的反应条件也有所区别，故而需
要选择不同类型的光生物反应器。表３反映了各种
光反应器在不同微藻碳减排方面的应用情况。
４ 微藻 ＣＯ２减排、污水深度处理与高
价值生物质生产的耦合
在环境日益恶化和资源短缺的今天，利用微藻
来减缓温室效应及合成生物燃料是经济和能源可
持续发展的重要研究课题［４８］。
１７ 第１期 杨忠华等：利用微藻固定ＣＯ２实现碳减排的研究进展
表３ 各种光生物反应器在微藻碳减排的应用
Ｔａｂｌｅ３ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｐｈｏｔｏｂｉｏｒｅａｃｔｏｒｓｉｎｍｉｃｒｏａｌｇａｌｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅｅｍｉｓｓｉｏｎｓｒｅｄｕｃｔｉｏｎ
反应器类型 微藻 ｗ（ＣＯ２）／％ 效果 文献
平板式光生物反应器 绿球藻（Ｃｈｌｏｒｏｃｏｃｃｕｍｌｉｔｏｒａｌｅ） ５
在温度为 ２５℃时，光照强度为每秒
２０００μｍｏｌ／ｍ２时，ＣＯ２的固定效率达每
天１６７ｇ／Ｌ，在每日替换培养基的条件
下，细胞浓度高达８０ｇ／Ｌ
［４１］
鼓泡式生物反应器和
气升式生物反应器
蓝藻（Ａｐｈａｎｏｔｈｅｃｅｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃａ
Ｎｇｅｌｉ） １５
２个反应器串联连续培养，ＣＯ２的减排
率与减排能力分别为 ５２５％与每天
１２２１７ｇ／ｍ３
［４２］
鼓泡式生物反应器 蓝藻（ＡｐｈａｎｏｔｈｅｃｅｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃａＮｇｅｌｉ） １５
在一定光照下，３５℃、１５％ＣＯ２的情况
下，ＣＯ２的固定速率达每小时 １０９２
ｍｇ／Ｌ
［４３］
膜生物反应器 小球藻（Ｃｈｌｏｒｅｌａｖｕｌｇａｒｉｓ） １ ＣＯ２的固定效率达每小时８０～２６０ｍｇ／Ｌ ［４４］
三级连续的螺旋式
生物反应器 螺旋藻（Ｓｐｉｒｕｌｉｎａｓｐ．） ６、１２
Ｓｐｉｒｕｌｉｎａｓｐ．在６％的 ＣＯ２下，最大生长
速率与最大产率分别为０４４／ｄ与每天
０２２ｇ／Ｌ。１２％ＣＯ２下，最大细胞质量浓
度为３５０ｇ／Ｌ，ＣＯ２固定率达５３２９％
［４５］
圆锥形的螺旋式
光生物反应器 螺旋藻（Ｓｐｉｒｕｌｉｎａｐｌａｔｅｎｓｉｓ） ４
细胞产率为每天１５９ｇ／ｍ２（ｍ２为反应
器截面积），或每天０５１ｇ／Ｌ
［４６］
圆柱形的螺旋式
光生物反应器 螺旋藻（Ｓｐｉｒｕｌｉｎａｐｌａｔｅｎｓｉｓ） ４
在气体流速为０３Ｌ／ｍｉｎ时，分批培养
最大光合效率为 ５４５％，相当于每天
３０２ｇ／ｍ２（ｍ２为反应器截面积）的产率
［４７］
将微藻的碳减排、污水深度处理及高价值生物
质生产相结合不仅能够减少大气中的 ＣＯ２的排放，
降低废水中有关重金属离子的浓度，还能够提取很
多高价值的化合物，比如生物柴油和虾青素等。这
种方式不仅环保，且从经济学角度来看，成本低廉，
使本来对环境造成困扰的资源得到最大合理化的
利用，即“以废治废”。
大连化学物理研究所作为国内最早进行微藻
能源开发的机构，目前在理论研究和实验室规模系
统上处于国内领先地位。其研究所培养的微藻含
油量已达藻生物质干质量的 ４０％，且不受地域限
制，可以建在电厂附近或偏远地区，并通过利用电
厂排放的ＣＯ２、余热和废水或城镇污水进行微藻培
养。这种微藻高密度培养技术能够为海水养殖提
供高质量的浓缩微藻饵料。实验证明，海水微藻产
氢速率提高了上千倍，产氢速率与美国加州大学的
衣藻产氢研究结果基本相当。研究人员近期还开
展了微藻生物质高效催化裂解烯烃的研究。初步
结果表明，微藻生物质炼制烯烃技术具有切实可行
性，期望能成为微藻生物质产业应用的另一个突
破口［４９］。
美国霍尼韦尔公司旗下的 ＵＯＰ公司日前获得
了美国能源部１５０万美元的资助，用于开展微藻生
长捕集ＣＯ２及生产生物燃料和能源的技术验证。该
系统从烟气中捕集 ＣＯ２，并使捕集到的 ＣＯ２用于微
藻培植，然后从微藻中抽取微藻油转化成生物燃
料，同时将微藻残渣转化成热解油，最终将热解油
燃烧产生可再生电力。装置产生的废水还可用于
微藻培植系统，使微藻消耗废水中的Ｎ，从而进一步
提高环境效益。表４列出了目前利用微藻进行 ＣＯ２
减排、工业废水处理及生活废水耦联生产生物燃料
的应用情况。
２７ 生 物 加 工 过 程 第９卷
表４ 微藻ＣＯ２减排、污水深度处理与高价值生物质生产的耦合
Ｔａｂｌｅ４ ＣｏｕｐｌｉｎｇｔｈｅｍｉｃｒｏａｌｇａｌＣＯ２ｆｉｘａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｗｉｔｈｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｒｈｉｇｈｖａｌｕｅｂｉｏｍａｓｓｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ
藻种 应用
微绿球藻（Ｎａｎｎｏｃｈｌｏｒｏｐｓｉｓｓｐ．）
Ｈｕ等［５０］的研究表明，提高ＣＯ２的浓度能增加微藻Ｎａｎｎｏｃｈｌｏｒｏｐｓｉｓｓｐ．的生长
率和ＥＰＡ产量，在富含ＣＯ２和通风的光自养条件下，Ｎａｎｎｏｃｈｌｏｒｏｐｓｉｓｓｐ．最大
生物量达６３４ｍｇ／Ｌ，最高总脂含量９％，总脂肪酸 ６４ｍｇ／ｇ，ＰＵＦＡ和 ＥＰＡ
（１６ｍｇ／ｇ）分别占总脂肪酸含量的３５％和２５％
小球藻（Ｃｈｌｏｒｅｌａｓｐ．）
Ｃｈｉｕ等［５１］研究发现在ＣＯ２浓度为１５％时，ＣＯ２的还原速率最快，但在浓度为
２％时，ＣＯ２的除去效率达到最大。还原 ＣＯ２合成脂类在６个串联的光合生
物反应器的转化效率是单个生物反应器的６倍
克隆原壳小球藻（Ｃｈｌｏｒｅｌａｐｒｏｔｏｔｈｅｃｏｉｄｅｓ）
Ｗｅｉ等［５２］利用光合作用———发酵作用模型来培养微藻，即先将微藻通过光
自养的生长方式固定ＣＯ２，后用异样代谢的方式合成生物柴油。研究发现，
此方式较传统的异养代谢方式合成的生物柴油产量高６９％
斜生栅藻（Ｓｃｅｎｅｄｅｓｍｕｓｏｂｌｉｑｕｕｓ）
Ｈｏ等［５３］先以营养成分充足的培养基来促进培养在１０％ＣＯ２中的微藻，再以
营养缺陷的培养基刺激脂类的积累。每天最适生物量产率、脂类产量及
ＣＯ２的消耗速率分别为２９２５、７８７３与５４９９ｍｇ／Ｌ
小球藻（Ｃｈｌｏｒｅｌａｖｕｌｇａｒｉｓ）
Ｌｏ等［５４］将暗光发酵，光反应发酵和自养型微藻结合成生物制氢体系，研究
发现蔗糖是最有效的Ｃ源。将暗光发酵和光反应发酵依次培养近８０ｄ，最
大产氢量高达每摩尔蔗糖产 １１６１ｍｏｌＨ２，每小时 Ｈ２ 产气率为
６７３９３ｍＬ／Ｌ。此反应产生的ＣＯ２直接通入微藻Ｃｈｌｏｒｅｌａｖｕｌｇａｒｉｓ中，结果微
藻的生物量为１９９９ｍｇ／Ｌ，脂类占１２３％
小球藻（Ｃｈｌｏｒｅｌａｓｐ）
Ｆｕｌｋｅ等［５５］研究发现小球藻与Ｃｈｌａｍｙｄｏｍｏｎａｓｓｐ．及Ｓｙｎｎｅｃｏｃｏｃｃｕｓｓｐ．相比，
其生长速率最高。在不同ＣＯ２浓度下（００３％、３％、１０％、１５％）７ｄ的脂类产
量分别０１４５、０１６１、０１２１和００８９ｇ／Ｌ
鱼腥藻（Ａｎａｂａｅｎａｖａｒｉａｂｉｌｉｓ）
Ｙｏｏｎ等［５６］通过重复注入ＣＯ２，培养２０ｄ后，细胞质量浓度达到３７ｇ／Ｌ。比
分批培养没有进一步补充ＣＯ２提高了６７倍，通过注入ＣＯ２不仅提高了细胞
浓度，且提高了Ｈ２的产量
葡萄藻（Ｂｏｔｒｙｏｃｏｃｃｕｓｂｒａｕｎｉ） Ｇｅ等
［５７］研究发现在体积分数为 ２０％ 的 ＣＯ２，每升发酵液通气量为
０２Ｌ／ｍｉｎ时，最大生物量为２３１ｇ／Ｌ
蓝藻（Ａｐｈａｎｏｔｈｅｃｅｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃａ）
Ｅｄｕａｒｄｏ等［５８－５９］研究了蓝藻在提炼的废水中ＣＯ２的固定效率和其生物量的
变化情况。结果显示在光周期阶段的ＣＯ２的固定速率和 Ｏ２的释放速率是全
程连续光照培养微藻的１／４
５ 结 语
在未来的碳减排模式中，人们的关注点将不仅
仅局限于烟道气的净化，而应将ＣＯ２减排、污水处理
及可持续能源物质的生产过程相结合，实现烟道气
从“处理工艺”向“生产工艺”的转化。由于 ＣＯ２能
够为微藻培养提供Ｃ源，而高Ｎ、Ｐ含量的污水则可
以提高微藻生长所需要的营养元素，该培养模式不
仅可大幅度降低培养成本，同时具有显著的环境效
应，因此受到越来越广泛的关注。因此，在未来资
源、能源愈加紧张的严峻形势下，基于微藻碳减排、
藻细胞培养的水质深度净化及高价值生物质生产
的耦合技术具有广阔的发展前景。
参考文献：
［１］ 周玮生，柳泽幸雄．中国未来能源需求及 ＣＯ２减排技术对策
的数值模拟［Ｊ］．世界环境，１９９６（４）：３８４１．
［２］ ＫｅｆｅｒＪＥ，ＫｌｅｉｎｈｅｉｎｚＧＴ．ＵｓｅｏｆＣｈｌｏｒｅｌａｖｕｌｇａｒｉｓｆｏｒＣＯ２ｍｉｔｉ
ｇａｔｉｏｎｉｎａｐｈｏｔｏｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＭｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ
ａｎｄＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００２，２９（５）：２７５２８０．
［３］ ＺｅｉｌｅｒＫＧ，ＨｅａｃｏｘＤＡ，ＴｏｏｎＳ，ｅｔａ１．Ｔｈｅｕｓｅｏｆｍｉｃｒｏａｌｇａｅｆｏｒ
ａｓｓｉｍｉｌａｔｉｏｎａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅｆｒｏｍｆｏｓｓｉｌｆｕｅｌｆｉｒｅｄ
ｐｏｗｅｒｐｌａｎｔｆｌｕｅｇａｓ［Ｊ］．ＥｎｅｒｇｙＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔ，
１９９５，３６（６９）：７０７７１２．
３７ 第１期 杨忠华等：利用微藻固定ＣＯ２实现碳减排的研究进展
［４］ ＫｕｒａｎｏＮ，ＩｋｅｍｏｔｏＨ，ＭｉｙａｓｈｉｔａＨＨ，ｅｔａ１．Ｆｉｘａｔｉｏｎａｎｄｕｔｉｌｉｚａ
ｔｉｏｎｏｆｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅｂｙｍｉｃｒｏａｌｇａｌｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ［Ｊ］．Ｅｎｅｒｇｙ
ＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔ，１９９５，３６（６／９）：６８９６９２．
［５］ 杨忠华，陈明明，曾嵘，等．利用微藻技术减排二氧化碳的研
究进展［Ｊ］．现代化工，２００８，２８（８）：１５１９．
［６］ ＹｏｓｈｉｈａｒａＫＩ，ＮａｇａｓｅＨ，ＥｇｕｃｈｉＫ，ｅｔａ１．Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ
ｏｆｎｉｔｒｉｃｏｘｉｄｅａｎｄｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅｆｒｏｍｆｌｕｅｇａｓｂｙｍａｒｉｎｅｍｉ
ｃｒｏａｌｇａｅＮＯＡ１３ｃｕｌｔｉｖａｔｅｄｉｎａｌｏｎｇｔｕｂｕｌａｒｐｈｏｔｏｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ［Ｊ］．
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎａｎｄＢｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，１９９６，８２（４）：
３５１３５４．
［７］ ＣｈａｅＳＲ，ＨｗａｎｇＥＪ，ＳｈｉｎＨＳ．Ｓｉｎｇｌｅｃｅｌｐｒｏｔｅｉｎｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆ
Ｅｕｇｌｅｎａｇｒａｃｉｌｉｕｓａｎｄｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅｆｉｘａｔｉｏｎｉｎａｎｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ
ｐｈｏｔｏｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ［Ｊ］．ＢｉｏｒｅｓｏｕｒｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００６，９７（２）：
３２２３２９．
［８］ ＯｎｏＥ，ＣｕｅｌｏＪＬ．ＣａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅｍｉｔｉｇａｔｉｏｎｕｓｉｎｇＴｈｅｒｍｏｐｈｉｌｉｃ
ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａ［Ｊ］．ＢｉｏｓｙｓｔｅｍｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００７，９６（１）：
１２９１３４．
［９］ ＳｕｓｕｍｕＫ，ＨｉｄｅｎａｏＹ，ＮａｒｕｍａｓａＯ，ｅｔａｌ．Ｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｂｉｏｒｅａｃ
ｔｏｒｆｏｒｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅｆｉｘａｔｉｏｎｂｙＳｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓＰＣＣ７９４２［Ｊ］．
ＥｎｅｒｇｙＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔ，１９９７，３８（Ｓｕｐ）：５２９５３２．
［１０］ ＣｈｅｎｇＬＨ，ＺｈａｎｇＬ，ＣｈｅｎＨＬ，ｅｔａｌ．Ｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅｒｅｍｏｖａｌ
ｆｒｏｍａｉｒｂｙｍｉｃｒｏａｌｇａｅｃｕｌｔｕｒｅｄｉｎｍｅｍｂｒａｎｅｐｈｏｔｏｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ［Ｊ］．
ＳｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄＰｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００６，５０（３）：３２４３２９．
［１１］ ＭｕｒａｋａｍｉＭ，ＩｋｅｎｏｕｃｈｉＭ．ＴｈｅｂｉｏｌｏｇｉｃａｌＣＯ２ｆｉｘａｔｉｏｎａｎｄｕｔｉｌｉ
ｚａｔｉｏｎｐｒｏｊｅｃｔｂｙＲＩＴＥ（２）：ｓｃｒｅｅｎｉｎｇａｎｄｂｒｅｅｄｉｎｇｏｆｍｉｃｒｏａｌｇａｅ
ｗｉｔｈｈｉｇｈｃａｐａｂｉｌｉｔｙｉｎｆｉｘｉｎｇＣＯ２［Ｊ］．ＥｎｅｒｇｙＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎａｎｄ
Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，１９９７，３８（１）：４９３４９７．
［１２］ ＭｏｒａｉｓＭＧ，ＣｏｓｔａＪＡＶ．ＢｉｏｆｉｘａｔｉｏｎｏｆｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅｂｙＳｐｉｒｕｌｉ
ｎａｓｐ．ａｎｄＳｃｅｎｅｄｅｓｍｕｓＯｂｌｉｑｕｕｓｃｕｌｔｉｖａｔｅｄｉｎａｔｈｒｅｅｓｔａｇｅｓｅｒｉａｌ
ｔｕｂｕｌａｒｐｈｏｔｏｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００７，ｌ２９
（３）：４３９４４５．
［１３］ ＢｅｕｆＬ，ＫｕｒａｎｏＮ，ＭｉＹＳ．Ｒｕｂｉｓｃｏａｃｔｉｖａｓｅｔｒａｎｓｃｒｉｐｔ（ｒｃａ）ａ
ｂｕｎｄａｎｃｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｈｅｎｔｈｅｍａｒｉｎｅｕｎｉｃｅｌｕｌａｒｇｒｅｅｎａｌｇａＣｈｌｏ
ｒｏｃｏｃｃｕｍｌｉｔｏｒａｌｅｉｓｇｒｏｗｎｕｎｄｅｒｈｉｇｈＣＯ２ｓｔｒｅｓｓ［Ｊ］．ＰｌａｎｔＭｏ
ｌｅｃｕｌａｒＢｉｏｌｏｇｙ，１９９９，４１（５）：６２７６３５．
［１４］ ＫａｎｇＲＪ，ＪｉＤ，ＣｏｎｇＷ，ｅｔａｌ．Ｅｆｅｃｔｓｏｆｃｏｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｔｗｏ
ｈｉｇｈｅｒｐｌａｎｔｓｇｅｎｅｓＡＬＤａｎｄＴＰＩｉｎＡｎａｂａｅｎａｓｐ．ＰＣＣ７１２０ｏｎ
ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃＣＯ２ｆｉｘａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＥｎｚｙｍｅａｎｄＭｉｃｒｏｂｉａｌＴｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｙ，２００５，３６（４）：６００６０４．
［１５］ ＳｕｎｇＫＤ，ＬｅｅＪＳ，ＳｈｉｎＣＳ，ｅｔａｌ．ＩｓｏｌａｔｉｏｎｏｆａｎｅｗｈｉｇｈｌｙＣＯ２
ｔｏｌｅｒａｎｔｆｒｅｓｈｗａｔｅｒｍｉｃｒｏａｌｇａＣｈｌｏｒｅｌａｓｐ．ＫＲ１［Ｊ］．Ｋｏｒｅａｎ
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，１９９８，１５（４）：４４９４５０．
［１６］ 陈明明，杨忠华，吴高明．利用微藻技术减排ＣＯ２的研究［Ｊ］．
武汉科技大学学报：自然科学版，２００９，３２（４）：４３６４４０．
［１７］ 陆开形，蒋霞敏，翟兴文．亚硝基胍（ＮＴＧ）对雨生红球藻的诱
变效应［Ｊ］．海洋科学，２００４，２８（５）：４９５２．
［１８］ ＴｊａｈｊｏｎｏＡＥ，ＫａＫｉｚｏｎｏＴ，ＨａｙａｍａＹ，ｅｔａ１．Ｉｓｏｌａｔｉｏｎｏｆｒｅｓｉｓｔａｎｔ
ｍｕｔａｎｔｓａｇａｉｎｓｔｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓｆｏｒａｇｒｅｅｎａｌｇａ
Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｅｕｓｐｌｕｖｉｓｌｉｓａｎｄｔｈｅｉｒｈｙｂｒｉｄｆｏｒｍａｔｉｏｎｂｙｐｒｏｔｏｐｌａｓｔ
ｆｕｓｉｏｎｆｏｒｂｒｅｅｄｉｎｇｏｆｈｉｇｈｅｒａｓｔａｘａｎｔｈｉｎｐｒｏｄｕｃｅｒｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ
ＦｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎａｎｄＢｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，１９９４，７７（４）：３５２３５７．
［１９］ ＳａｓａｋｉＴ，ＫｕｒａｎｏＮ，ＭｉｙａｃｈｉＳ．Ｃｌｏｎｉｎｇａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆ
ｈｉｇｈＣＯ２ｓｐｅｃｉｆｉｃｃＤＮＡｓｆｒｏｍａｍａｒｉｎｅｍｉｃｒｏａｌｇａ，Ｃｈｌｏｒｏｃｏｃｃｕｍ
ｌｉｔｏｒａｌｅ，ａｎｄｅｆｅｃｔｏｆＣＯ２ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｎｄｉｒｏｎｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙｏｎ
ｔｈｅｇｅｎｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ［Ｊ］．ＰｌａｎｔａｎｄＣｅｌＰｈｙｓｉｏｌ，１９９８，３９（２）：
１３１１３８．
［２０］ ＥｄｕａｒｄｏＪＬ，ＣａｒｌｏｓＨＧＳ，ＬｕｃｙＭＣＦＬ，ｅｔａｌ．Ｅｆｅｃｔｏｆｌｉｇｈｔ
ｃｙｃｌｅｓ（ｎｉｇｈｔ／ｄａｙ）ｏｎＣＯ２ｆｉｘａｔｉｏｎａｎｄｂｉｏｍａｓｓｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｂｙ
ｍｉｃｒｏａｌｇａｅｉｎｐｈｏｔｏｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ［Ｊ］．ＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＰｒｏ
ｃｅｓｓｉｎｇ，２００９，４８（１）：３０６３１０．
［２１］ 孙岁寒，段舜山．海洋微藻四列藻对光周期改变的响应［Ｊ］．
生态科学，２００７，２６（４）：２９３２９７．
［２２］ ＤｒａｇｏｌｊｕｂＢ，ＡｒｓｅｍａＡ，ＴｉｍＫ，ｅｔａｌ．Ｆｒｅｓｈｗａｔｅｒａｎｄｍａｒｉｎｅｍｉ
ｃｒｏａｌｇａｅｓｅｑｕｅｓｔｅｒｉｎｇｏｆＣＯ２ａｔｄｉｆｅｒｅｎｔＣａｎｄＮｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ
ｒｅｓｐｏｎｓｅｓｕｒｆａｃｅｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙａｎａｌｙｓｉｓ［Ｊ］．ＥｎｅｒｇｙＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎａｎｄ
Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，２００９，５０（２）：２６２２６７．
［２３］ ＹｕＪ，ＴａｎｇＸＸ，ＴｉａｎＪＹ．ＥｆｅｃｔｓｏｆｅｌｅｖａｔｅｄＣＯ２ｏｎｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｏｆ
ｓｉｘｓｐｅｃｉｅｓｏｆａｌｇａｅａｎｄｉｎｔｅｒｓｐｅｃｉｆｉｃｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎｏｆｔｈｒｅｅｓｐｅｃｉｅｓ
ｏｆａｌｇａｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅ，２００６，１８（２）：
３５３３５８．
［２４］ ＭａｓａｋｉＯ，ＹｏｓｈｉｔａｋａＫ，ＨｉｒｏｍｏｔｏＷ，ｅｔａｌ．Ｆａｔｙａｃｉｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ
ｆｒｏｍａｈｉｇｈｌｙＣＯ２ｔｏｌｅｒａｎｔａｌｇａ，Ｃｈｌｏｒｏｃｕｃｃｕｍｌｏｔｏｒａｌｅ，ｉｎｔｈｅ
ｐｒｅｓｅｎｃｅｏｆｉｎｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎａｎｄｎｉｔｒａｔｅ［Ｊ］．ＢｉｏｒｅｓｏｕｒｃｅＴｅｃｈ
ｎｏｌｏｇｙ，２００９，１００（２１）：５２３７５２４２．
［２５］ ＫｉｍＭＫ，ＰａｒｋＪＷ，ＰａｒｋＣＳ，ｅｔａｌ．Ｅｎｈａｎｃｅｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆ
Ｓｃｅｎｅｄｅｓｍｕｓｓｐ．（ｇｒｅｅｎｍｉｃｒｏａｌｇａｅ）ｕｓｉｎｇａｎｅｗｍｅｄｉｕｍｃｏｎｔａｉ
ｎｉｎｇｆｅｒｍｅｎｔｅｄｓｗｉｎｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒ［Ｊ］．ＢｉｏｒｅｓｏｕｒｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
２００７，９８（１１）：２２２０２２２８．
［２６］ 李小龙，耿亚红，李夜光．从光合作用特性看铜绿微囊藻（Ｍｉ
ｃｒｏｃｙｓｔｉｓａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）的竞争优势［Ｊ］．武汉植物学研究，２００６，
２４（３）：２２５２３０．
［２７］ 夏利花，何剑锋，高岩．三种北极微藻对不同温度的适应性研
究［Ｊ］．极地研究，２００９，２１（４）：２７９２８６．
［２８］ 邓光，李夜光，胡鸿钧．温度、光照和ｐＨ值对锥状斯氏藻和塔
玛亚历山大藻光合作用的影响及光暗周期对其生长速率和
生物量的影响［Ｊ］．武汉植物学研究，２００４，２２（２）：１２９１３５．
［２９］ 薛凌展，黄种持，林泽．铜绿微囊藻和普通小球藻在不同 ｐＨ
下生长特性及竞争参数计算［Ｊ］．福建农业学报，２０１０，２５
（２）：１４２１４８．
［３０］ 贺立静，雷腊梅，龙敏南，等．硫和ｐＨ对蛋白核小球藻光照产
氢的影响［Ｊ］．热带亚热带植物学报，２００７，１５（６）：４８７４９２．
［３１］ ＬｏｎｇＥＢ．Ｔｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｏｆｐｈｙｔｏｐｌａｎｋｔｏｎａｎｄｔｈｅｂｉｃａｒｂｏｎａｔｅ
ｓｙｓｔｅｍ［Ｄ］．Ｋｅｎｔ：ＫｅｎｔＳｔａｔｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，１９７５．
［３２］ 蒋礼玲，张亚杰，范晓蕾．不同培养模式对能源微藻生物质产
率的影响［Ｊ］．可再生能源，２０１０，２８（２）：８３８６．
［３３］ 黄凯旋，谢雅慧，吕颂辉．米氏凯伦藻对氮源的吸收利用特征
［Ｊ］．生态环境学报，２００９，１８（２）：４５３４５７．
［３４］ 欧林坚，齐雨藻．混合培养条件下几种赤潮藻对无机磷源的
竞争生长研究［Ｊ］．海洋科学，２００９，３３（６）：４１４５．
［３５］ 刘世名，陈靠山，梁世中．ＰＰ３３３用于藻类培养影响异养小球
藻的生长及蛋白质含量［Ｊ］．生物技术，２００３，１３（１）：２３２５．
［３６］ 徐志标，裴鲁青，骆其君．绿色巴夫藻的光生物反应器半连续
４７ 生 物 加 工 过 程 第９卷
培养研究［Ｊ］．海洋水产研究，２００５，２６（４）：６４６９．
［３７］ 谢作明，刘永定，陈兰洲．不同培养条件对具鞘微鞘藻生物量
和多糖产量的影响［Ｊ］．水生生物学报，２００８，３２（２）：
２７２２７５．
［３８］ 曾文炉，蔡昭铃，欧阳藩．螺旋藻批式与连续培养及其生长动
力学［Ｊ］．生物工程学报，２００１，１７（４）：４１４４１９．
［３９］ 刘娟妮，胡萍，姚领．微藻培养中光生物反应器的研究进展
［Ｊ］．食品科学，２００６，２７（１２）：７７２７７７．
［４０］ ＣｈｉｔｒａｌｅｋｈａＮＤ，ＧｉｌｂｅｒｔＪＪ，ＰｅｔｅｒＬ．Ｒｅｃｅｎｔｔｒｅｎｄｓｏｎｔｈｅｄｅｖｅｌ
ｏｐｍｅｎｔｏｆｐｈｏｔｏｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓｅｓａｎｄｐｈｏｔｏｂｉｏｒｅａｃｔｏｒｓｆｏｒｔｈｅ
ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｈｙｄｒｏｇｅｎｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆ
ＨｙｄｒｏｇｅｎＥｎｅｒｇｙ，２０１０，３５（１９）：１０２１８１０２３８．
［４１］ ＨｕＱ，ＫｕｒａｎｏＮ，ＫａｗａｃｈｉＭ，ｅｔａｌ．Ｕｌｔｒａｈｉｇｈｃｅｌｄｅｎｓｉｔｙｃｕｌｔｕｒｅ
ｏｆａｍａｒｉｎｅｇｒｅｅｎａｌｇａＣｈｌｏｒｏｃｏｃｃｕｍｌｉｔｏｒａｌｅｉｎａｆｌａｔｐｌａｔｅｐｈｏｔｏ
ｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ［Ｊ］．ＡｐｐｌｉｅｄＭｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙａｎｄＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９８，４９
（６）：６５５６６２．
［４２］ ＥｄｕａｒｄｏＪＬ，ＳｅｒｇｉｏＲ，ＳｅｒｇｉｏＨ，ｅｔａｌ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ
ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓｔｏｒｅｍｏｖｅｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅｉｎＰｈｏｔｏｂｉｏｒｅａｃｔｏｒｓ［Ｊ］．
ＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＪｏｕｒｎａｌ，２００９，１５３：１２０１２６．
［４３］ ＥｄｕａｒｄｏＪＬ，ＬｕｃｙＭＣＦＬ，ＴｅｌｍａＴＦ．Ｂｉｏｍａｓｓｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄ
ｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅｆｉｘａｔｉｏｎｂｙＡｐｈａｎｏｔｈｅｃｅｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃａＮｇｅｌｉｉｎａ
ｂｕｂｂｌｅｃｏｌｕｍｎｐｈｏｔｏｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ［Ｊ］．ＢｉｏｃｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｊｏｕｒｎａｌ，２００８，４０（１）：２７３４．
［４４］ ＣｈｅｎｇＬＨ，ＺｈａｎｇＬ，ＣｈｅｎＨＬ．Ｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅｒｅｍｏｖａｌｆｒｏｍａｉｒ
ｂｙｍｉｃｒｏａｌｇａｅｃｕｌｔｕｒｅｄｉｎａｍｅｍｂｒａｎｅｐｈｏｔｏｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ［Ｊ］．Ｓｅｐａ
ｒａｔｉｏｎａｎｄＰｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００６，５０（３）：３２４３２９．
［４５］ ＭｉｃｈｅｌｅＧＭ，ＪｏｒｇｅＡＶＣ．ＢｉｏｆｉｘａｔｉｏｎｏｆｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅｂｙＳｐｉｒ
ｕｌｉｎａｓｐ．ａｎｄＳｃｅｎｅｄｅｓｍｕｓｏｂｌｉｑｕｕｓｃｕｌｔｉｖａｔｅｄｉｎａｔｈｒｅｅｓｔａｇｅｓｅｒ
ｉａｌｔｕｂｕｌａｒｐｈｏｔｏｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００７，
１２９（３）：４３９４４５．
［４６］ ＹｏｓｈｉｔｏｍｏＷ，ＤａｖｉｄＨ．ＰｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃＣＯ２ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｉｅｓｕｓｉｎｇａｐｈｏｔｏｂｉｏｒｅａｃｔｏｒｉｎｃｏｒｐｏｔａｔｉｎｇｍｉｃｒｏａｌｇａｅｅｎｅｒｇｙａｎｄ
ｍａｔｅｒｉａｌｂａｌａｎｃｅｓ［Ｊ］．ＥｎｅｒｇｙＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔ，
１９９６，３７：１３２１１３２６．
［４７］ ＹｏｓｈｉｔｏｍｏＷ，ＤａｖｉｄＨ．ＰｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃＣＯ２ｆｉｘａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ
ｕｓｉｎｇａｈｅｌｉｃａｌｔｕｂｕｌａｒｂｉｏｒｅａｃｔｏｒｉｎｃｏｒｐｏｔａｔｉｎｇｔｈｅｆｉｌａｍｅｎｔｃｙａ
ｎｏｂａｃｔｅｒｉａＳｐｉｒｕｌｉｎａＰｌａｔｅｎｓｉｓ［Ｊ］．ＥｎｅｒｇｙＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎａｎｄＭａｎ
ａｇｅｍｅｎｔ，１９９５，３６：７２１７２４．
［４８］ ＳａｗａｙａｍａＳ，ＩｎｏｕｅＳ，ＤｏｔｅＹ，ｅｔａｌ．ＣＯ２ｆｉｘａｔｉｏｎａｎｄｏｉｌｐｒｏｄｕｃ
ｔｉｏｎｔｈｒｏｕｇｈｍｉｃｒｏａｌｇａｅ［Ｊ］．ＥｎｅｒｇｙＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔ，
１９９５，３６（６／９）：７２９７３１．
［４９］ 文伟河．中科院大连化学物理研究所微藻能源开发亟待产业
化［Ｊ］．生物加工过程，２０１０，８（１）：３３．
［５０］ ＨｕＨＨ，ＧａｏＫ．Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｇｒｏｗｔｈａｎｄｆａｔｙａｃｉｄｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ
ｏｆａｕｎｉｃｅｌｕｌａｒｍａｒｉｎｅｐｉｃｏｐｌａｎｋｔｏｎ，Ｎａｎｎｏｃｈｌｏｒｏｐｓｉｓ，ｗｉｔｈｅｎ
ｒｉｃｈｅｄｃａｒｂｏｎｓｏｕｒｃｅｓ［Ｊ］．ＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＬｅｔｅｒｓ，２００３，２５（５）：
４２１４２５．
［５１］ ＣｈｉｕＳＹ，ＫａｏＣＹ，ＣｈｅｎＣＨ．ＲｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆＣＯ２ｂｙａｈｉｇｈｄｅｎ
ｓｉｔｙｃｕｌｔｕｒｅｏｆＣｈｌｏｒｅｌａｓｐ．ｉｎａｓｅｍｉｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｐｈｏｔｏｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ
［Ｊ］．ＢｉｏｒｅｓｏｕｒｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００８，９９（９）：３３８９３３９６．
［５２］ ＸｉｏｎｇＷ，ＧａｏＣＦ，ＹａｎＤ，ｅｔａｌ．ＤｏｕｂｌｅＣＯ２ｆｉｘａｔｉｏｎｉｎｐｈｏｔｏｓｙｎ
ｔｈｅｓｉｓｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｅｎｈａｎｃｅｓａｌｇａｌｌｉｐｉｄｓｙｎｔｈｅｓｉｓｆｏｒ
ｂｉｏｄｉｅｓｅｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ［Ｊ］．ＢｉｏｒｅｓｏｕｒｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１０，１０１（７）：
２２８７２２９３．
［５３］ ＨｏＳＨ，ＣｈｅｎＷＭ，ＣｈａｎｇＪＳ．ＳｃｅｎｅｄｅｓｍｕｓｏｂｌｉｑｕｕｓＣＮＷＮａｓ
ａｐｏｔｅｎｔｉａｌｃａｎｄｉｄａｔｅｆｏｒＣＯ２ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎａｎｄｂｉｏｄｉｅｓｅｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ
［Ｊ］．ＢｉｏｒｅｓｏｕｒｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１０，１０１（２２）：８７２５８７３０．
［５４］ ＬｏＹＣ，ＣｈｅｎＣＹ，ＬｅｅＣＭ，ｅｔａｌ．Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌｄａｒｋｐｈｏｔｏｆｅｒｍｅｎ
ｔａｔｉｏｎａｎｄａｕｔｏｔｒｏｐｈｉｃｍｉｃｒｏａｌｇａｌｇｒｏｗｔｈｆｏｒｈｉｇｈｙｉｅｌｄａｎｄＣＯ２
ｆｒｅｅｂｉｏｈｙｄｒｏｇｅｎｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｙｄｒｏ
ｇｅｎＥｎｅｒｇｙ，２０１０，３５（２０）：１０９４４１０９５３．
［５５］ ＦｕｌｋｅＡＢ，ＭｕｄｌｉａｒＳＮ，ＹａｄａｖＲ，ｅｔａｌ．ＢｉｏｍｉｔｉｇａｔｉｏｎｏｆＣＯ２，
ｃａｌｃｉｔｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｂｉｏｄｉｅｓｅｌｐｒｅｃｕｒｓｏｒｓｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ
ｕｓｉｎｇＣｈｌｏｒｅｌａｓｐ．［Ｊ］．ＢｉｏｒｅｓｏｕｒｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１０，１０１（２１）：
８４７３８４７６
［５６］ ＹｏｏｎＪＨ，ＳｉｍＳＪ，ＫｉｍＭＳ，ｅｔａｌ．Ｈｉｇｈｃｅｌｄｅｎｓｉｔｙｃｕｌｔｕｒｅｏｆ
Ａｎａｂａｅｎａｖａｒｉａｂｉｌｉｓｕｓｉｎｇｒｅｐｅａｔｅｄｉｎｊｅｃｔｉｏｎｓｏｆｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅｆｏｒ
ｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｈｙｄｒｏｇｅｎ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｙｄｒｏｇｅｎ
Ｅｎｅｒｇｙ，２００２，２７（１１／１２）：１２６５１２７０．
［５７］ ＧｅＹＭ，ＬｉｕＪＺ，ＴｉａｎＧＧ．ＧｒｏｗｔｈｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＢｏｔｒｙｏｃｏｃｃｕｓ
ｂｒａｕｎｉ７６５ｕｎｄｅｒｈｉｇｈＣＯ２ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎｐｈｏｔｏｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ［Ｊ］．
ＢｉｏｒｅｓｏｕｒｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１０，１０２（１）：１３０１３４．
［５８］ ＥｄｕａｒｄｏＪＬ，ＣａｒｌｏｓＨＧＳ，ＭａｒｉａＩＱ．Ｂｉｏｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｏｆｃａｒ
ｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅｉｎｐｈｏｔｏｂｉｏｒｅａｃｔｏｒｓ［Ｊ］．ＥｎｅｒｇｙＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎａｎｄＭａｎ
ａｇｅｍｅｎｔ，２０１０，５１（５）：８９４９００．
［５９］ ＥｄｕａｒｄｏＢＳ，ＷｉｌｅｒｓｏｎＳ，ＪｕｌｉｏＣＣ，ｅｔａｌ．Ｐｏｔｅｎｔｉａｌｃａｒｂｏｎｄｉｏｘ
ｉｄｅｆｉｘａｔｉｏｎｂｙｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｍｉｃｒｏａｌｇａｅ［Ｊ］．Ｂｉｏｒｅｓｏｕｒｃｅ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１０，１０１（１５）：５８９２５８９６．
５７ 第１期 杨忠华等：利用微藻固定ＣＯ２实现碳减排的研究进展
最新专利文摘
ＣＮ１０１８７５９６２Ａ 一种生物电化学技术筛选高效产甲烷菌群的方法
本发明涉及一种生物电化学技术筛选高效产甲烷菌的方法。该方法由厌氧部分和电化学部分两部分
组成，通过生物电化学作用从剩余活性污泥、厌氧污泥或河道底泥中筛选高效产甲烷菌（群）。该操作方法
将接种物置于厌氧发酵罐中，在发酵罐中加入阴阳两电极，并向两极上输入０１～２０Ｖ的直流电，向发酵罐
中连续或批量补充一些营养，发酵液的ｐＨ控制在５～９，温度控制在３０～４０℃。经过３０～４０ｄ可完成筛选
过程，筛选得到的高效产甲烷菌为一种混合菌群，这种混合菌群以嗜氢产甲烷菌为主。本发明适合在有机
废弃物（包括有机固体废弃物和有机废水）的厌氧发酵产甲烷启动过程中培养高效产甲烷菌。
ＣＮ１０１８８０６９３Ａ 利用海带加工废弃物制备生物乙醇的方法
本发明涉及一种利用海带加工废弃物制备生物乙醇的方法。首先对海带加工废弃物进行清洗、匀浆并
灭菌制成预处理液，再将预处理液水解糖化：按体积比５％ ～２０％加入活化的绿色木霉发酵液或／和按质量
体积比（０５～１）∶１加入纤维素酶来水解糖化预处理液，水解糖化温度４５～５５℃，ｐＨ５～７，时间３６～４８ｈ。
再将活化好的酿酒酵母发酵液按照体积分数１０％ ～２０％加入到水解糖化液中发酵制备乙醇，发酵温度为
２５～３５℃，ｐＨ４～６，发酵时间５０～６０ｈ；发酵结束后将发酵液进行液固分离，将上清液以减压蒸馏方法蒸出
乙醇。本发明工艺简单，成本更低，不仅解决海藻加工废弃物的环境污染问题，而且还为乙醇的规模化生产
提供新的材料来源，促进海洋生物质能的发展。
ＣＮ１０１８８０６９９Ａ 一种用微生物发酵生产甲壳低聚糖的方法
本发明公开了一种用微生物菌即淡紫拟青霉菌 Ｐａｅｃｉｌｏｍｙｃｅｓｌｉｌａｃｉｎｕｓ为发酵菌、以虾壳粉为原料、通过
微生物发酵生产甲壳低聚糖的工艺。该工艺包括利用微生物菌即淡紫拟青霉菌 Ｐａｅｃｉｌｏｍｙｃｅｓｌｉｌａｃｉｎｕｓ的耗
氧深层发酵，降解虾、蟹壳，并在发酵中后期通过再流加工艺使发酵产物得到一定程度的富集，发酵液经离
心除菌，得到的上清液即为一定浓度的甲壳低聚糖产品，再经浓缩，即可进一步产生高浓度甲壳低聚糖。所
得到的甲壳低聚糖可用于医药、农业、食品领域，整个生产工艺简便高效，具有广泛的工业化发展前景，为
虾、蟹壳找到了一条绿色的应用途径。
ＣＮ１０１８９１８４０Ａ 利用马铃薯薯渣提取果胶的方法
本发明涉及一种利用马铃薯薯渣提取果胶的方法。该方法解决了已知马铃薯渣提取果胶的方法中存
在的果胶纯度较低、杂质大分子碳水化合物含量较高、得率低的问题，能满足对果胶质量和纯度的要求，而
且解决了铝残留严重、铝的残留量大、生产过程中设备腐蚀严重的问题。本发明通过酶法去除蛋白质和淀
粉，进行酸提，经乙醇沉淀和洗涤后干燥粉碎得到果胶。本发明方法制得果胶的纯度高、得率高、无铝残留，
大分子碳水化合物含量低。
ＣＮ１０１８９２１３４Ａ 一种微生物制麦方法及其应用
本发明公布了一种微生物制麦方法及其应用，通过在传统制麦过程中添加微生物的方法，改善了国产
低品质大麦制得麦芽的品质；制麦过程得到的麦芽产品用于啤酒酿造过程的糖化工艺，可替换２０％的进口
麦芽。将本发明用于啤酒的生产中，在不改变麦芽工厂现有的制麦工艺以及不添加其他制麦设备的前提
下，制得的微生物麦芽可以部分替代进口麦芽，降低了国内啤酒生产企业的生产原料成本，具有良好的经济
效益。
６７ 生 物 加 工 过 程 第９卷