小球藻(Chlorella)含丰富的蛋白质、多糖、脂类、叶绿素、维生素、微量元素和一些生物活性代谢产物（例如小球藻生长因子（CGF）），具有全面而均衡的营养价值，广泛应用在食品、饲料、医药等多个方面。在国家863计划的资助下，针对目前小球藻大规模生产中存在的细胞密度低、生长速率和产率低、藻细胞采收（Harvest）成本高、产品质量难以保障等诸多问题，我们在国内外首次开发出了小球藻高密度高品质培养技术，并成功地进行了初步的中试放大。现将本技术简单介绍如下：
（一）、本技术自身所具有的特点
本技术采用异养－稀释－光自养串联这一独特的培养方式进行小球藻培养，可实现小球藻高密度高品质（高品质即高蛋白质和高色素含量）培养，该技术具有以下4个方面特点：
1．整个培养过程分为三个串联操作单元，首先在发酵罐中进行小球藻异养高密度培养，然后采用独特的培养基对高密度藻液进行适当的稀释，最后转入光自养培养装置（例如大池系统、封闭式光生物反应器）进行短周期的光自养培养。该培养方法已公开中国发明专利1项。
2．该培养技术可适用的小球藻藻种的范围广泛，小球藻属中常见的普通小球藻(Chlorella vulgaris)、蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)均可适用。
3．培养过程中需采用独特的培养基配方。针对不同的小球藻藻种，我们已开发出HA-SK、改良Endo等一系列培养基配方，现已获得1项中国发明专利。
4．采用该培养技术，一方面在生产过程中可达到很高的细胞密度（普通小球藻和蛋白核小球藻异养培养细胞密度分别为54.52g/L和158.56g/L）和产率（普通小球藻和蛋白核小球藻异养培养产率分别为0.94g/L/h和1.62g/L/h），提高了生产效率；另一方面，获得的小球藻藻粉质量（见表1）可达到小球藻产品质量标准中的各项指标，其中蛋白质和叶绿素含量达到很高的水平。
表1 普通小球藻和蛋白核小球藻藻粉质量检测结果
检测项目 | 普通小球藻 | 蛋白核小球藻 |
蛋白质（%） | 55.79 | 72.31 |
叶绿素（%） | 3.03 | 2.10 |
灰分（%） | 6.19 | 5.10 |
砷（mg/Kg） | ≤0.5 | 0.32 |
铅（mg/Kg） | 0.35 | 0.88 |
镉（mg/Kg） | 0.10 | 0.086 |
汞（mg/Kg） | 0.36 | 0.43 |
（二）、本技术所具有的优势
目前小球藻大规模商业化生产普遍采用的培养方式为开放式户外大池培养，具有细胞密度低、产率低、藻细胞采收成本高；同时具有占地面积大、生长条件难以控制、易被其他生物污染、产品质量难以保障等缺点；此外，光自养生产受季节影响（如北方冬天不能生产）。而我们开发的小球藻高密度高品质培养技术在保证产品质量合格的前提下，可完全克服上述诸多缺点，具体分析如下：
1．采用本技术培养小球藻最终细胞密度（即稀释后转入光自养培养的细胞密度）可达到15g/L，连续运转时培养周期仅1天，日产率可达到15g/L/d，折合成大池（藻液深度为15cm）单位面积日产率为2250g/m2/d ，而目前采用的开放式户外大池培养细胞密度一般为0.2～0.5g/L，平均日产率为16～22g/ m2/d 。
2．与开放式户外大池培养相比，采用本技术培养的小球藻细胞密度很高，这在很大程度上减少了离心处理的藻液体积，提高了藻细胞的采收效率，降低了采收成本。
3．与开放式户外大池培养相比，由于采用本技术培养的小球藻细胞密度很高，在相同的产量下本技术光自养培养阶段可在数量更少面积更小的大池中进行，缩小了占地面积，这样完全可以在封闭式大池（玻璃房）或封闭式光生物反应器中进行光自养培养，一方面可防止其他生物污染；另一方面可使培养条件趋于一致，进而稳定产品质量；此外，还可终年生产。
4. 生产成本低。现有小球藻生产技术的直接生产成本达5万元/吨，而利用高密度高品质培养技术生产小球藻的直接成本不超过2万元/吨。
成果所处阶段：正在进行工业化试验
成果应用领域或实例：小球藻大规模培养
成果产业化项目总投资、主要建设内容及规模：年产300吨小球藻的设备总投资约500万元人民币。所需主要设备：2台10吨发酵罐及配套的种子罐、玻璃房及大池或光生物反应器、离心机、喷雾干燥器。
