影响富油微藻高密度培养及产油因素研究进展*

张森，华美云，杨渝杰，刘平怀

(海南大学材料与化工学院，热带作物种质资源保护与开发利用教育部重点实验室，海南海口，570228)

微藻是一类微小藻类的统称，既有原核种类(如蓝藻)，亦有真核种类(如绿藻)，大部分为单细胞或简单多细胞，均能进行光合作用，是地球上最古老的初级生产者之一［1］。其形态多样，适应性强，分布广泛，应用极广，如用于水产养殖、污水处理，可提取或加工成医药保健品及化妆品，也可作为制备生物氢气及生物柴油等生物能源的原料。

特别是目前，使用微藻制备生物柴油成为新一轮“微藻热”的主要原因。和陆生油料植物等生物柴油原料相比，微藻生长快、油脂含量高、单位面积的年产量高;可以使用海水、污水或工业废气培养，既节约了土地和淡水资源，又绿色、清洁和环保;还可避免地沟油、动物脂肪等来源多样、品质不稳、产量有限等缺点，可实现全年连续稳定生产，质量容易控制。尽管微藻具有上述众多优良特性，但大规模培养微藻制备生物柴油尚需解决优良藻种的选育、高密度培养技术、微藻采收、脱水和高效生物反应器设计等技术问题。本文从藻种、营养因素、培养条件、营养方式及培养方式等方面，阐述微藻高密度培养中影响微藻生长及油脂积累因素的最新研究进展，以期为微藻生物柴油及微藻培养研究在高产油微藻培养技术方面提供参考。

1 藻种

由于微藻的多样性，不同藻种或藻株间的生长状态及油脂含量相差很大。富油微藻的油脂含量可达其干重的30%－50%，特殊条件下有些甚至可以达到80%。美国水生物种项目(ASP)筛选的优势藻种中，多为硅藻纲(Bacillariophyceae)和绿藻纲(Chlorophyceae)藻类。微藻并不都具有生产油脂的潜力。而且通常油脂含量高的藻生长缓慢、生物量较低，而生长较快、生物量较高的微藻其油脂含量又较低，所以综合考虑生长速率、生物量、油脂含量、适应性及抗逆性等方面，选择合适的藻种(株)对提升产油量、油脂品质和连续稳定生产十分关键(表1为部分具有油脂生产潜力的微株及产油情况)。

表1 部分具有油脂生产潜力的微藻藻株及产油情况Table 1 Lipids contents and yields of several oleaginous microalgae strains

2 营养元素

营养元素的种类、比例以及浓度水平对微藻的生长、生物量、生物化学成分和代谢产物，甚至是外观形态都具有不可忽视的作用。微藻生长必须的元素一般包括 C、H、O、N、P、S、Si、K、Ca、Mg和 Fe等，此外还需要诸如 Cu、Co、Mo、B、Zn及维生素等一些微量元素。碳、氢和氧可以从水和空气中获得，其他营养元素需从营养盐中得到［2］。

2.1 碳

CO2是微藻光合自养的主要碳源，一般，藻类可利用的CO2浓度为1% ～5%，有些耐高浓度CO2的藻类甚至可以达到50%。通常空气中的CO2通过搅动或鼓气进入培养基而被藻类吸收，适量增加CO2浓度能够明显促进藻类的生长、增加生物量和油脂产率。Nannochloropsis sp．PP983在CO2浓度为0.28%时油脂含量比0.038%时更高［3］。但是过高的CO2浓度会使培养基的pH值降低，进而进一步影响胞外对CO2固定具有重要作用的碳酸酐脱水酶的活性以及其他营养物质的吸收，最后限制微藻的生长。Nannochloropsisoculata NCTU－3在2%的CO2浓度下具有最高的生物量和油脂产率，超过此浓度则生物量和油脂产率较低［4］。除CO2外，碳酸盐和碳酸氢盐也常作为微藻自养培养时的碳源，和 CO32－相比HCO3－更容易被利用，而且适当添加HCO3－能促进微藻的光合作用速率，但浓度过高会由于pH值的增高而使藻类生长、生物量和油脂产量降低。

添加适量无机碳能促进藻类生长和光合作用的主要机制可能为:通过HCO3－的主动转运和碳酸酐酶(Carbonic anhydrase)调控HCO3－和CO2的相互转化，使核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶/氧化酶周围的CO2浓度升高，一方面增加CO2对核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶/氧化酶结合位点的竞争，提高羧化速度;另一方面抑制光呼吸作用，提高净光合效率［13］。但是要想提高藻类利用CO2的效率以及在更高CO2浓度中的生长和油脂积累，其调控过程及高浓度CO2损伤作用的机理还需进一步深入研究［5］。

2.2 氮

氮元素是承担微藻生长、光合作用及繁殖等生命活动过程中所涉及的蛋白质、酶等物质合成的必须元素。可供藻类利用的氮源主要有氨态氮、硝态氮、亚硝态氮，藻类在利用这些氮源的程度上一般存在很大差别，通常为铵态氮 ＞硝态氮 ＞亚硝态氮［6］。无机铵态氮可以直接通过转氨作用合成氨基酸等，但是脱氨后会使培养液pH大幅下降从而使生物量和油脂产量降低。相比之下有机氨氮的尿素、硝态氮的硝酸钠和硝酸钾使用最为广泛，对微藻生长和油脂积累也最为有效。Neochlorisoleoabundans UTEX1185在以硝酸钠、尿素及氯化铵为氮源时，在硝酸钠中的生长最佳，生物量、油脂含量及产量也最高。和硝酸钙、氯化铵、硝酸铵相比，Scenedesmusbijugatus在硝酸钠、硝酸钾及尿素中的生长更好，生物量更高［7］。氮浓度对微藻的生长和油脂积累有更显著的影响。研究发现，低氮或缺氮能明显诱导微藻细胞内油脂的积累。如Chlorella zofingiens在全氮培养基中的油脂含量为33.5%，而在缺氮培养下的油脂含量为65.1%［8］。Margret Piorrec发现绿藻(Chlorellavulgaris和Scenedesmusobliquus)在低氮水平下的油脂含量为45%，而在高氮水平下油脂含量降到大约20%［9］。虽然缺氮或低氮可以使微藻细胞内大量积累油脂，但是也会导致微藻生长差，生物量降低。Chlorella sp.在氮浓度为0.09 mmoL/L时的生物量几乎是氮浓度为0.418 mmoL/L 的一半［10］。Hsieh 等［7］发现 Chlorella sp.在高尿素浓度(0.200 g/L)时的比生长速率和生物量分别是低氮(0.025 g/L尿素)条件下的5倍和2倍。

低氮有助于微藻细胞油脂积累已成为目前提高微藻油脂产量的一种常用方法。为解决微藻高生物量，低油脂含量或高油脂含量，低生物量的矛盾，研究者利用微藻在高氮条件下积累生物量而在低氮或缺氮条件下积累油脂的特点，采用两步培养法取得了很好的效果，即微藻先于富氮培养基中积累生物量，一定时期后再转移至低氮或缺氮培养条件下积累油脂。Chlorella vulgaris UTEX 259，Chlorella zofingiensis UTEX B32和Scenedesmusobliquus UTEX 393采用两部培养法培养时，在第二步缺氮培养中生物量没有降低，反而增加了2～4倍，而油脂含量比第一步富氮培养时增加了2～3倍，极大地提高了油脂产量［11］。虽然缺氮可以明显促进大部分微藻积累油脂，但其具体机理还不是很清楚，已有的研究表明，在外源氮含量缺乏或较低时，为使细胞维持足够的氮摄入，藻细胞内的腺苷一磷酸脱氨酶大量增加，将AMP中的氮转化为氨，以补充细胞内氮元素缺乏，同时线粒体中的异柠檬酸脱氢酶多为AMP依赖性酶，胞内AMP浓度的降低将会抑制或减弱该酶的活性，而该酶活性的降低会使三羧酸循环中的柠檬酸大量积累，并被柠檬酸裂解酶催化生成乙酰辅酶A，进而导致细胞内油脂合成的增加［13］。

2.3 磷

磷是微藻生长过程中非常重要的元素之一，参与核酸、ATP、磷脂及辅酶等合成，同时还可以以聚偏磷酸盐的形式在细胞内进行储存［12］，所以磷在细胞内具有调控细胞生长和代谢的作用，如能量转移、信号转导，大分子生物合成，光合作用和呼吸作用等。通常的磷源有磷酸氢盐和磷酸盐，其中正磷酸盐较易被吸收，且对生长促进作用显著［13］。和氮源相似，研究发现许多微藻在磷限制的条件下也可以大量积累油脂，如 Phaeodactylumtricornutum，Chaetoceros sp.，Pavlovalutheri，Chlorella sp.，Scenedesmus sp.LX1，Chlorella zofingiensis和Rhodosporidiumtoruloides等在低磷或缺磷条件下油脂含量极大地提高，然而部分微藻在此种条件下油脂含量会减少，如Nannochlorisatomus和Tetraselmis sp.等［14］。通常过低或过高的磷浓度都会使微藻生长较差，生物量降低。磷限制导致微藻细胞内积累油脂的具体机理还不是很清楚，部分研究表明磷限制和氮限制中的机理可能相似，缺磷可能会导致AMP分解出无机磷以供维持细胞基本生命活动，而AMP的大量减少会引起的一系列生理生化途径改变，进而促进油脂积累。还有研究发现在低磷高碳条件下，一方面油脂合成途径中的关键酶——乙酰辅酶A羧化酶的活性增强，另一方面过量的碳进入三羧酸循环，进而导致三酰甘油的合成。

2.4 铁

铁是浮游植物生长必须的矿物质元素，参与生长过程中的电子传递、氧的新陈代谢、氮的吸收利用、叶绿素的光合作用及呼吸作用等生命活动。所以铁浓度对微藻生长、生物量及油脂含量均具有非常显著的影响。较高浓度的铁对中肋骨条藻和旋链角毛藻的光合作用和生长具有明显的促进作用［15］。Chlorella vulgaris在生长末期添加FeCl3可以增加细胞密度，随铁离子浓度的上升(0～1.2×10－5mmoL/L)，油脂含量从7.8%增加到了56.6%［16］。刘志媛发现高铁浓度对Chlorella vulgaris的油脂积累具有明显的促进作用［17］。Chittra等对4株葡萄藻的研究也表明较高的铁浓度有助于葡萄藻油脂的积累，但铁浓度达到一定浓度后，油脂的积累没有明显差异［18］。

2.5 硅

硅是硅藻生长必须的营养元素，其除了构成硅藻细胞壁外，还广泛参与DNA、光合色素、蛋白质等的合成和细胞分裂等多种生化代谢和生长过程。如同氮磷限制，硅限制会导致硅藻细胞内脂质的合成增加。培养基中的Na2SiO3·H2O从200 mg/L降到0，纤细角毛藻的油脂含量由13.25%升高到37.14%［19］。

2.6 维生素和植物生长激素

维生素虽然不是微藻生长必须的营养因子，但其是部分微藻细胞增殖的必须因子，可以提高有关合成酶的活性，进而促进微藻生长并对脂肪酸的组成产生影响。常用的维生素有硫胺素(B1)、钴胺素(B12)及生物素(H)等，不同的维生素或其混合物对微藻特别是海洋微藻的生长具有明显的影响。如B1对海洋小球藻的生长具有极显著的促进作用，而其他两种维生素没有明显影响［20］。胡桂坤等发现除了生物素外，B1和B12均对赤潮异弯藻增殖具有显著促进作用且存在交互作用［21］。所以在微藻培养中常需添加多种维生素。

植物生长激素和维生素一样，虽不是必须营养因子，但适量添加不同的植物生长激素对微藻的生长、增殖和生化成分有一定的影响。如适量添加IAA可以促进Nannochloropsisoculata CS-179细胞生长，缩短生长周期，但浓度较高时促进生长作用较小，且抑制叶绿素和不饱和脂肪酸合成［22］。2，4-D对Chlorella protothecoides的生长具有明显的促进作用，而且油脂含量比空白对照高26.21%。

维生素和植物生长激素普遍对微藻具有促进生长及增殖的作用，但对微藻生化组成特别是油脂积累方面的研究较少。所以，其对微藻油脂的积累值得进一步深入研究。

2.7 其他

除上述元素外，培养基中的 Mg、Ca、Mn、Mo、Cu、Zn及B等所需量较低，但对微藻生长和生理生化具有不可忽视的影响。Ankush等发现较高的Mg浓度不利于 Chlorococcuminfudionum 生物量的积累［23］。Cheng等对Chlorella protothecoides UTEX 250的研究也发现，和添加镁的培养基相比，移除Mg的培养基对小球藻生物量和油脂积累具有积极影响［24］。镁、铜及钙对Chlorella sorokiniana CS-01的生长和脂质积累具有一定的促进作用。Scenedesmusobliquus DHD－3在过高或高低的Mn浓度下不利于其生长和油脂的积累，在浓度为2.72 mg/L时，油脂含量比对照组提高了 11%［25］。

3 培养条件

微藻培养过程中，除了培养基的营养成分对微藻生长和生理生化至关重要外，诸如温度、光照、pH、盐度等培养条件对微藻细胞生长和代谢产物生产具有十分重要的调节和控制作用。

3.1 温度

温度可以调节微藻细胞内生化反应速率，过低或过高的温度会使藻细胞生长减缓或死亡。微藻生长均有最适生长温度，一般为20～35℃。研究表明，温度对微藻生长和油脂积累的影响因种而异，Nannochloropsisoculata H和Chlorella vulgaris CCAP 211最适生长温度分别为25℃和20℃。最适生产油脂温度均为25℃，而Scenedesmus sp.在20℃下最适积累生物量和油脂［26］。通常微藻生长和油脂积累的最适温度并不一致，如Isochrysis sp.T.ISO和Rhodomonas sp.NT15在25℃时的生长密度最大，而在27℃下油脂含量最高;Prymnesiophyte sp.NT19和 Cryptomonas sp.CRFI01正好相反［27］。基于温度对微藻调控的这一特性，有研究采用两步温度控制法来使微藻生长和油脂积累达到最大，如Thalassiosirapseudonana CCAP 1085/12，Odontellaaurita CCAP 1054/1 和 Dunaliellatertiolecta CCAP 19/27在20℃下生长并积累生物量，然后再在10℃下积累油脂，第二步中的油脂积含量是第一步油脂含量的数倍，比基于营养元素的两步控制法容易操作。温度对微藻油脂积累的调控作用可能和温度对微藻氮、磷等吸收利用的影响间接相关。

3.2 光照

光照是制约微藻光合作用和生长最重要的因子，可从3个方面对微藻生长和油脂积累产生影响，即光照强度、光质及光照周期。光照强度在微藻光合作用光补偿点以上才会有生物量的积累，而当光强超过光饱和点后，光强再增高，光合效率也不会再提升，而且光强过高反而还会产生光抑制。因此在培养过程中需采用适当的光照强度，并尽量接近光饱和点，以使微藻处于最大光合效率的状态［13］。光质指光照波长，像植物光合作用一样，微藻的光合作用对光波长的吸收具有选择性，通常为红光和蓝光。研究表明，Scenedesmus sp.LX1在以红光、蓝光及红蓝光为光源时比白光下的生长速率更高，红蓝光下Scenedesmus sp.LX1生长最快，生物量最高，但油脂含量最低，而白光下的油脂含量最高［28］。此外红蓝光的比例会影响Scenedesmus sp.LX1对氮磷的吸收和利用［29］。所以光照波长的选择不仅对微藻生长具有影响，对其油脂的积累以及营养元素的利用也存在很大的影响。光照周期，即光暗比，对微藻生长、油脂积累和油脂成分也具有显著的影响，如Nannochloropsis sp.在光暗比为18 h∶6 h时，生长速率和油脂含量最高，而在半光照或全光照条件下均较低。Chlorella vulgaris在16 h∶8 h的光照下饱和脂肪酸含量最高，随着光暗比增加单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸含量减少。除了光暗时间比之外，光暗交替频率，即藻细胞在光区与暗区交替达到一定频率时，会产生类似“闪光效应”，有助于提高微藻对光的利用率［30］。

3.3 pH

pH是微藻培养过程中不可忽视的培养参数之一，不仅可以影响藻细胞的带电荷状态，还可以影响培养基中电解质的解离和溶解形式，进而影响细胞对营养物质的利用、细胞的沉降或死亡。pH在5以下时，无机碳源基本以CO2形式存在，pH为6.6时，CO2与HCO3－大体持平，pH为8.3时，无机碳主要以HCO3－形式存在［31］，所以无机碳的利用和培养基pH具有非常紧密的关系。不同藻种对酸碱度的耐受性不一样，一般为5～11，耐碱程度越大，对微藻在培养过程中免受其他微生物污染越有益。大量研究表明，pH的控制对微藻生长、生物量和油脂积累具有十分显著的调控作用。Tetraselmissuecica CS-187可以在培养基pH为6.5～8中生长，但在pH为7.5时生物量和油脂产量最高，而Chlorella sp.在pH值7时生物量和油脂产量最高［32］。此外，高 pH可以诱导Scenedesmus sp.WC-1和小球藻油脂的积累，而且在缺氮下，高pH诱导油脂积累的能力比高pH或缺氮单独诱导积累油脂的能力更强［33］。所以，pH和微藻生长和油脂代谢具有十分重要的关系。

3.4 盐度

通常根据水体盐度的不同将微藻培养基划分成4类，淡水、咸水、海水及高盐度水。无论哪种水体，适应其环境的微藻会产生一些代谢物以保护细胞不被盐分破坏且维持与环境的渗透压平衡［26］。所以，对盐度进行适当调节可以促进微藻生长或油脂积累。如Nannochloropsissalina 1776在盐度为22 PSU时，生长最佳，生物量最高，在培养后期提高盐度时，油脂含量明显增高［34］。刘平怀等研究发现，在淡水微藻Micractiniumreisseri C67的培养基中添加适量海盐可以促进其生长和油脂积累。有研究表明，部分绿藻在低盐度下生长较好，而在较高盐度下有利于生物量和油脂产量的提高。所以不论淡水藻还是海水藻，都可通过盐度调节其生长和油脂生产状态。

3.5 其他

除上述培养条件外，溶解氧、接种密度、通气速率、搅拌速率及生物反应器的类型等也是微藻培养过程中必须要考虑的主要问题，其对微藻生长、生物质及代谢产物的生产效率具有很大的影响。

微藻光合作用释放大量O2，因此培养过程中培养液里会累积大量的溶氧，若这些O2不及时排放可能会对微藻的生长甚至生存形成严重的胁迫，因此在培养中要采用搅拌或循环流动等方式排放溶氧。朱俊英等认为溶氧对微藻的影响可能主要有两方面:一为可能会氧化碳同化过程中一种或数种酶及电子传递链供体受体，从而对微藻形成胁迫;二为过高的溶氧可能会促使光合反应朝逆向进行，从而对光合作用产生抑制作用［13］。

通气速率过大容易使培养液蒸发，使营养物质浓度改变，进而间接影响微藻生长，还会使培养液产生大量气泡或将藻细胞吹溅到培养容器壁上，进而导致藻体死亡或染菌。

生物反应器的类型不同极大地影响微藻培养方式和综合培养条件，如跑道池是开放式培养，光生物反应罐是密闭式培养，两种不同的反应器会导致不同培养方式，进而制约了培养过程中的一系列培养条件。如薄板生物反应器的光径比通常的管式或柱式反应器小，因而光合效率更高。各种不同的生物反应器各有优缺点，对不同的藻种、培养特征或生产要求，选择适当的生物反应器，既能节省成本，又能使微藻培养效益更高。

4 营养方式

微藻主要有4种营养方式，光合自养、异养、混(兼)养及光异养。营养方式不同，对营养物质的吸收、利用及代谢途径也不尽相同，最终对微藻的生长，生化组成及代谢产物生产产生影响。

微藻均可进行光合自养，自养培养具有可开放培养，培养成本低，不易染菌等，是目前大规模微藻培养中采用的主要营养方式，但是通常培养密度小且严重受制于光照。异养或混养比自养易高密度培养，油脂产率高，对光照制约较小，如Chlorella protothecoides在异养下的油脂含量是自养下的4倍［4］，Monoraphidium sp.C29在5g/L葡萄糖混养下的生物量和油脂产量分别是自养时的5.6倍和8倍［35］。但是异养或兼养方式的设备及培养操作成本较高［36］，而且会产生大量CO2，有违当今的节能减排观念。尽管有研究将自养与异养联合起来，使异养产生的CO2在自养阶段又重新被固定，可以大大节省碳源的使用，但是仍有诸如杂菌污染等许多关键技术问题需要解决。相比前3种营养方式，光异养培养微藻的研究较少，不过已有的研究表明部分微藻在此种营养方式下可获得比自养高出多倍的生长密度。Tetraselmissuecica利用马铃薯可溶物进行光异养时的细胞培养密度是自养时的3.9倍［37］。实际上并不是所有的微藻均适宜或可直接进行异养、混养或光异养培养，需经藻种筛选或营养方式驯化培养。

总之，各营养方式均有其优缺点，营养方式的选择需综合考虑藻种特性、培养成本以及下游处理等方面，扬长避短以使微藻培养和油脂生产效益最大。

5 培养模式

微藻培养模式是一种使微藻保持最佳生长或产物生成或营养充分利用的一种培养工艺，是国内外研究的热点之一。目前微藻常用的培养模式主要有分批(批次)培养、半连续培养、流加培养和连续培养。不同培养模式的选择，对微藻生物质、代谢产物生产、营养成分利用以及培养成本和效益具有很大的影响。Chlorella vulgaris采用流加培养(流加硝酸钠)时，生物量比分批培养高0.355 g/L，而采用更新率为1/4的半连续培养时，生物质产率是分批培养下的1.7倍［38］。Nitzschiaceaeclosterium 和 Clorella vulgaris在稀释率为1/5的连续培养模式下，可使培养密度稳定在较高水平下，极大提高了生物量产量［39］。Chlorella sp.和Nannochloropsis sp.在流加培养下(流加葡萄糖)，油脂含量比分批培养分别提高1.5倍和1.3倍，而油脂产率分别提高1.9倍和2.0倍［5］。Chlorella protothecoides在流加培养下的生物量和油脂产量分别为45.2 g/L和24.6 g/L，而在分批培养下分别只有 23.5 g/L 和 14.6 g/L［40］。

虽然通常采用流加、半连续和连续培养比分批培养产量或产率高，但是每种培养模式各有其优缺，如分批培养操作简单，花费低，适于不同培养因素对微藻生长及生化组成影响规律及培养条件优化的研究，但是营养盐的消耗容易限制培养密度。而流加培养可以解决某些营养盐在较高浓度下的抑制和毒害作用，比分批培养可显著提高培养密度和生物量，但是需要确定流加的物质及其浓度，以及流加方式(恒速或变速流加)。半连续培养和连续培养也能明显提高微藻生长和生产效率，但是操作较繁琐，成本较高，易感染杂菌等，而且在合适的更新率或稀释率下才能达到最佳效果。所以在实际研究或生产中需根据藻株生长特性、培养目的，产物生成以及成本等方面考虑，选择适合的培养模式以使培养和生产时间缩短、成本降低以及效率提高。

6 总结与展望

富油微藻的高密度培养是微藻油脂产业和微藻生物柴油工业化中的主要瓶颈之一，而影响富油微藻高密度培养和产油的因素非常多，主要包括藻种、培养基营养成分、培养条件、营养方式及培养模式等。藻种的影响是决定性因素之一，藻种的生长、生理生化代谢、抗逆性、贴壁或沉淀特性等对微藻是否易于培养、营养喜好和组成、反应器选择、营养方式、培养模式的选择以及下游处理过程具有紧密的联系。营养成分很容易影响微藻生长及生化组成，对微藻生长，繁殖及代谢产物生产具有重要的调控作用。大量实践证明很多微藻在营养缺乏或环境压力下，细胞内可以积累大量的油脂，但是通常营养缺乏会导致微藻生长变差，生物量降低等，为克服生长和油脂积累的矛盾，科学工作者充分利用营养物质丰富时微藻大量繁殖并积累生物量，营养匮乏时大量积累油脂的特点，采用基于营养调控的两步培养技术获得较好的效果，不过该技术还不成熟。因为两步培养法不易操作且通常即使营养物质充足时，大部分藻类的培养密度还是达不到工业要求。培养条件也是微藻培养过程中不可回避的主题之一，在最优的生长条件和最优的产物积累条件下，微藻的生长，生物量和油脂产量才能达到最佳状态，积极探索微藻生长、产物生产和培养条件的关系，对微藻培养理论研究和生产实践具有双重意义。营养方式的选择对微藻培养具有十分显著的影响，目前主要以自养、混养或异养研究较多，各营养方式各有优缺点，自养成本低，但是难以高密度培养，而混养或异养培养密度较大，但是有机碳源的使用使成本陡然上升。尽管利用异养高密度培养而自养固定CO2的特点而产生的基于营养方式的两部培养技术极大地提高了碳循环利用率和油脂产量，节省了成本，但是仍有许多技术问题需要解决。自养培养密度的提高和异养成本的降低是今后微藻培养营养方式上要研究的主要方向。规模培养对培养模式的选择具有很重要的经济上和效益上的影响。不同的培养模式各有其优缺点，在研究或实践过程中培养模式的选择需依据藻种特性、培养目的和成本等方面进行考虑。

总之，富油微藻高密度培养和产油的理论研究已初步经获得不少成果，而且也积累了大量的实践经验，开发了一系列的技术和方法，但是还需一方面继续对某些关键问题和技术进行深入研究，另一方面需要整合各方面研究和经验，从而从总体上降低富油微藻的培养成本，缩短生产周期，为微藻油脂产业的发展提供坚实的保障。

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