[发明专利]一种高效纯培养光合细菌的光生物反应系统及其灭菌方法

说明书

技术领域

本发明涉及微生物学技术领域，具体涉及一种规模化纯培养光合细菌的光生物反应系统及其灭菌方法。

背景技术

不产氧光合细菌(Anoxygenic Photosynthetic Bacteria，APB)是一类在厌氧条件下，利用各种有机物或无机物作为电子供体进行光合作用但不释放氧气的原核微生物的总称，传统上所称为“光合细菌（PSB）”。现有研究表明，光合细菌类群有80余属200余种，自然环境中广泛分布，在自然界物质和能量循环中具有重要作用；其代谢方式灵活多样，能进行光自养、光异养和化能异养生长，与其生存环境相适应。光合细菌作为一类重要的生物资源，在水产养殖、农业、畜牧业、环境修复和治理、医药保健以及能源等领域已有深入的研究，并且在菌种资源、生产设备、制剂和产品、以及应用等方面取得了重要进展，但针对生产实践和发展的要求，仍需要着力开发光合细菌菌种资源，规模化生产专一性好、效果稳定、高质量、高稳定性的产品和制剂。

规模化生产是满足生产实践需求的关键环节。因此，在保障高质量前提下，只有达到规模化，才能大幅度降低生产成本。而实现光合细菌制剂规模化生产的关键在于开发可控性能强、适用于多种类群生长特性的、高纯度、高密度、高活性生产光合细菌的设备和装置。目前，光合细菌培养方式主要包括“开放式光照”、“全封闭式厌氧光照”和“光生物反应器”3种类型。开放式光照培养：一般采用水泥池、培养槽等容器中开放培养，与空气接触面大，利用自然光和人工光源，生产设备简单，运行成本低廉，可用于大规模培养，这种培养方式较适合于有机废水的净化处理，但温度、光照和搅拌均匀度难以控制，菌密度低，易被杂菌污染，纯度差、质量不稳定；在水产养殖、农业种植和畜牧养殖中的应用效果不稳定，一般为现制备现应用，难于储存和商品化。全封闭式厌氧光照培养：这是理想的光合细菌培养方式，在控制的条件下，通过严格的无菌操作，生长效率高、纯度高，菌体密度高，无污染、制剂质量稳定，一般仅限于实验室小规模培养，多用于实验性研究。光生物反应器是一种典型的“相对封闭式”培养装置；自1980年以来，由于光合微生物规模化应用的需求和发展，国内外对光生物反应器的研究和开发取得了很大进展，使生产规模有了很大提高。因此，光生物反应器的发展是解决光合细菌规模化培养的关键，实现高密度和纯度培养、节能环保和规模型的智能光生物反应器是发展的必然趋势，而反应器中“光”的合理分布和高效利用是光生物反应器的核心和大型化限制因素。