錢(qián)守元，周澤鵬，郁彬琦，劉青，靳翠麗，周曉見(jiàn)

（揚(yáng)州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225127）

關(guān)鍵字：布朗葡萄藻，油脂，生長(zhǎng)，營(yíng)養(yǎng)供給。

化石能源日益緊缺，生物能源作為可再生能源的重要種類(lèi)，被寄予厚望。微藻光合作用捕獲固定大氣CO2，富含脂肪、蛋白、多糖、類(lèi)胡蘿卜素，被認(rèn)為是第三代生物能源開(kāi)發(fā)的重要種類(lèi)，具有良好的綜合開(kāi)發(fā)前景[1,2]。布朗葡萄藻Botryococcus braunii細(xì)胞脂肪含量高，還特別具有大量?jī)?chǔ)存碳?xì)浠衔铮?lèi)石油烴類(lèi)產(chǎn)物）的能力，可以不經(jīng)過(guò)酯交換反應(yīng)而直接精煉獲得石油烴，被認(rèn)為是最有開(kāi)發(fā)前景的生產(chǎn)生物燃料的微藻之一[3,4]。

目前，布朗葡萄藻規(guī)?；囵B(yǎng)還面臨一些問(wèn)題，主要是藻細(xì)胞生長(zhǎng)緩慢、倍增時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)成本高。微藻生物柴油工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程中，高成本問(wèn)題一直是普遍性的嚴(yán)重制約因素[5]。尋求合理的營(yíng)養(yǎng)供給條件、提高細(xì)胞增殖速度、獲得優(yōu)良的產(chǎn)出效率，是實(shí)現(xiàn)布朗葡萄藻大規(guī)模培養(yǎng)的首要基礎(chǔ)性問(wèn)題。營(yíng)養(yǎng)供給條件也涉及到培養(yǎng)液配制的材料和人工成本。本文通過(guò)比較代表性的富、中、貧營(yíng)養(yǎng)水平對(duì)布朗葡萄藻營(yíng)養(yǎng)供給形式的效果，分析各營(yíng)養(yǎng)供給方式對(duì)細(xì)胞增殖速度和物質(zhì)生產(chǎn)的影響，以期為布朗葡萄藻的開(kāi)發(fā)利用提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)支持。

1 材料和方法

1.1 藻種來(lái)源

試驗(yàn)用布朗葡萄藻Botryococcus braunii 購(gòu)自中國(guó)科學(xué)院野生生物種質(zhì)庫(kù)淡水藻種庫(kù)，種株標(biāo)號(hào)為FACHB-1106。

1.2 培養(yǎng)條件和試驗(yàn)設(shè)計(jì)

用營(yíng)養(yǎng)供給水平不同的四種代表性的營(yíng)養(yǎng)條件培養(yǎng)布朗葡萄藻，包括富營(yíng)養(yǎng)的BG-11 培養(yǎng)基、貧營(yíng)養(yǎng)的f/2 培養(yǎng)基、以及營(yíng)養(yǎng)水平中等的改良Chu 培養(yǎng)基和SE 培養(yǎng)基，并按照萬(wàn)晶晶等的方法，將各培養(yǎng)基中的各成分劃分為大量元素、微量元素和維生素三大類(lèi)，各培養(yǎng)供給情況如表1[6]。

表1 不同營(yíng)養(yǎng)條件下的營(yíng)養(yǎng)供給（培養(yǎng)液中終濃度/mg·L-1）Tab.1 Nutrient supply under different nutrient conditions（final concentration in culture solution/mg·L-1）

用一次性培養(yǎng)方式（18 d）。各培養(yǎng)體系在250 mL 三角瓶中的無(wú)菌培養(yǎng)液體積均為150 mL，取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期藻種接種，初始OD690均控制在0.02 左右（200 μL，透明96 孔板）。光暗比12h∶12h，光照強(qiáng)度4 000 lx；溫度：（25±2）℃；搖床培養(yǎng)，轉(zhuǎn)速100 r/min。

1.3 測(cè)定方法

1.3.1 細(xì)胞生長(zhǎng)的測(cè)定

每72 h 取200 μL 搖勻的布朗葡萄，藻加入透明96 孔板，用Microplate Reader 酶標(biāo)儀測(cè)定OD690，根據(jù)OD690繪制生長(zhǎng)曲線。計(jì)算藻的比生長(zhǎng)速率（μ），計(jì)算方法如下：

其中，μ 是比生長(zhǎng)速率（d-1）；（OD690）t和（OD690）0分別表示t 時(shí)刻和培養(yǎng)開(kāi)始時(shí)的OD690；t 為培養(yǎng)時(shí)間[7]。

1.3.2 細(xì)胞物質(zhì)含量的測(cè)定

采用干重法測(cè)定最終生物量[8]，氯仿/甲醇抽提法測(cè)定藻總脂含量[9]，正己烷抽提法測(cè)定總烴含量[10]。采用考馬斯亮藍(lán)染色法測(cè)定藻細(xì)胞內(nèi)可溶性蛋白質(zhì)含量[11]，苯酚—硫酸法測(cè)總糖含量[12]。采用丙酮提取法測(cè)定藻細(xì)胞的光合色素含量[13]。具體方法如下：

取藻液110 mL 于4 000 r/min 離心10 min，用蒸餾水洗滌，去除上清，收集沉淀的藻泥。將藻泥移入樣品瓶中，放入LABCONCO 凍干機(jī)，-40℃真空凍干24 h，再40℃真空干燥0.5 h，得干藻粉稱(chēng)重，為最終生物量干重。

稱(chēng)取干藻粉15 mg，加0.8 mL 蒸餾水震蕩混勻，加入1 mL 氯仿、2 mL 甲醇，震蕩混勻；超聲破碎10 min，再加入1 mL 氯仿、1 mL 純水，震蕩混勻，于4 000 r/min 速度下離心10 min，保留下層氯仿層，加入等體積蒸餾水，離心，重復(fù)兩次。將下層氯仿層轉(zhuǎn)移到試管中，常溫吹干，40℃烘箱烘干0.5 h，稱(chēng)重得到總脂的重量（干重），用總脂干重占生物量干重的百分比表示總脂含量。

每個(gè)裝有總脂的試管中加入5 mL 正己烷，震蕩使其充分溶解，離心，取上清正己烷可溶組，常溫吹干，40℃烘箱烘干0.5 h，稱(chēng)重得總烴的質(zhì)量，用總烴占干藻粉質(zhì)量的百分比表示總烴含量。

取藻液10 mL，于4 000 r/min 離心10 min，去除上清液，用蒸餾水定容至10 mL。冰浴超聲破碎細(xì)胞（700 w，超聲5 s，間隔3 s）。再次離心，取上清液1 mL，加入5 mL 考馬斯亮藍(lán)染色液，靜置反應(yīng)5 min，在595 nm 處測(cè)定吸光值。根據(jù)同時(shí)測(cè)定的牛血清蛋白濃度和OD595的標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算得到蛋白質(zhì)濃度，再轉(zhuǎn)換為占干重的百分比表示可溶性蛋白質(zhì)含量。

取可溶性蛋白質(zhì)測(cè)定中處理好的上清液0.5 mL，分別加入6%的苯酚300 μL 和濃硫酸1.5 mL，震蕩均勻，室溫放置20 min，在490 nm 處測(cè)定吸光值，根據(jù)同時(shí)測(cè)定的葡萄糖濃度和OD490的標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算得到總糖濃度，再轉(zhuǎn)換為占干重的百分比表示總糖含量。

取5 mL 藻液，4 000 r/min 離心10 min，收集沉淀，加入100%丙酮5 mL 并在4℃冰箱過(guò)夜。搖勻后4 000 r/min 離心10 min，收集上清液，分別在644 nm、661 nm 和470 nm 處測(cè)量光密度，根據(jù)公式計(jì)算葉綠素a、葉綠素b 和類(lèi)胡蘿卜素總量，再將色素總量轉(zhuǎn)換為占干重的百分比表示色素含量[13]。計(jì)算葉綠素a、葉綠素b 和類(lèi)胡蘿卜素總量的公式為：

1.3.3 物質(zhì)產(chǎn)率的計(jì)算

各物質(zhì)的產(chǎn)率計(jì)算公式為：

1.4 數(shù)據(jù)分析

所有實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次，數(shù)據(jù)采用IBMSPSS 22 軟件分析。用單因素ANOVA 分析四種培養(yǎng)基的培養(yǎng)效果。對(duì)方差分析顯著的因素，利用最小顯著差數(shù)法（LSD 法）或者Dunnett’s T3 進(jìn)行多重比較。各分析指標(biāo)差異顯著性以P=0.05（以小寫(xiě)字母標(biāo)注）或0.01（以大寫(xiě)字母標(biāo)注）作為標(biāo)準(zhǔn)[14]。采用Microsoft Excel 軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 營(yíng)養(yǎng)條件對(duì)布朗葡萄藻生長(zhǎng)的影響

在培養(yǎng)的18 d 內(nèi)，布朗葡萄藻在四種營(yíng)養(yǎng)條件下都能生長(zhǎng)（圖1）。雙因素方差分析和多重比較發(fā)現(xiàn)，在0～18 d 的培養(yǎng)過(guò)程中，BG-11 培養(yǎng)效果顯著優(yōu)于其他三種培養(yǎng)基（P=0.01）。對(duì)各培養(yǎng)天數(shù)的OD 值進(jìn)行單因素方差分析和多重比較發(fā)現(xiàn)，從第9 d 后各營(yíng)養(yǎng)條件下的生長(zhǎng)情況差異逐漸顯現(xiàn)（P=0.05），12 d 時(shí)BG-11 的優(yōu)勢(shì)極顯著（P=0.01）。18 d 內(nèi)的比生長(zhǎng)速率表明，布朗葡萄藻在BG-11 培養(yǎng)基中生長(zhǎng)速度最快，比生長(zhǎng)速率達(dá)到0.102（d-1），極顯著高于其他三種培養(yǎng)基（P=0.01）。四種培養(yǎng)基中藻的比生長(zhǎng)速率從大到小的順序是：BG-11＞SE＞Chu＞f/2（圖2-I）。收獲時(shí)BG-11、Chu 和f/2 三種培養(yǎng)基中的布朗葡萄藻最終生物量干重差距不大，其中BG-11 培養(yǎng)基中布朗葡萄藻干重最高，達(dá)到329.3 mg/L，而SE 培養(yǎng)基中藻的干重最低，只有228.3 mg/L，顯著低于其他三種培養(yǎng)基（P=0.05）（圖2-II）。

圖1 營(yíng)養(yǎng)條件對(duì)布朗葡萄藻生長(zhǎng)的影響Fig.1 The effect of nutritional conditions on the growth of alga Botryococcus braunii

圖2 營(yíng)養(yǎng)條件對(duì)布朗葡萄藻比生長(zhǎng)速率（I）和干重（II）的影響Fig.2 The effect of nutritional conditions on the specific growth rate（I）and dry weight（II）of alga B.braunii

2.2 營(yíng)養(yǎng)條件對(duì)布朗葡萄藻細(xì)胞物質(zhì)生產(chǎn)與積累的影響

2.2.1 細(xì)胞總脂、總烴生產(chǎn)與積累的比較

在四種不同營(yíng)養(yǎng)條件供給狀態(tài)下培養(yǎng)18 d 后，布朗葡萄藻細(xì)胞生產(chǎn)和積累的總脂（P=0.05）、總烴（P=0.01）均有顯著性差異（圖3）。f/2 培養(yǎng)基總脂含量最高，達(dá)到35.6%，BG-11 培養(yǎng)基總脂含量最低，只有22.6%。四種培養(yǎng)基中藻的總脂含量從大到小依次為：f/2＞Chu＞SE＞BG-11（圖3-I）。布朗葡萄藻的總烴含量最高值也出現(xiàn)在f/2 培養(yǎng)基，達(dá)到17.6%，在BG-11 培養(yǎng)基中最低，只有5.9%。四種培養(yǎng)基中藻的總烴含量從大到小依次為：f/2＞SE＞Chu＞BG-11（圖3-II）。

圖3 營(yíng)養(yǎng)條件對(duì)布朗葡萄藻的總脂（I）和總烴含量（II）的影響Fig.3 The effect of nutritional conditions on the total lipid（I）and total hydrocarbon contents（II）of alga B.braunii

2.2.2 細(xì)胞可溶性蛋白質(zhì)和總糖生產(chǎn)與積累的比較

布朗葡萄藻生產(chǎn)和積累的可溶性蛋白質(zhì)受營(yíng)養(yǎng)條件的影響不大（圖4）。培養(yǎng)18 d 后，四種培養(yǎng)基中的布朗葡萄藻細(xì)胞內(nèi)積累的可溶性蛋白質(zhì)都在11.5%～13.1%之間，各組間差異性不顯著（P=0.05）（圖4-I）。而總糖積累受培養(yǎng)基的影響很明顯，BG-11 培養(yǎng)基中總糖含量顯著高于其他三種培養(yǎng)基（P=0.01），最高值達(dá)7.1%，是其他三種培養(yǎng)基總糖含量的近2 倍（圖4-II）。

圖4 營(yíng)養(yǎng)條件對(duì)布朗葡萄藻的可溶性蛋白質(zhì)（I）和總糖（II）積累的影響Fig.4 The effect of nutritional conditions on the accumulation of soluble protein（I）and total sugar（II）in B.braunii

2.2.3 細(xì)胞主要色素生產(chǎn)與積累的比較

布朗葡萄藻的色素積累受培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)水平影響較大，細(xì)胞內(nèi)的主要色素、葉綠素a 和類(lèi)胡蘿卜素的生產(chǎn)和積累都有所差異。布朗葡萄藻細(xì)胞的類(lèi)胡蘿卜素含量遠(yuǎn)高于葉綠素a 含量。四種培養(yǎng)基中的葉綠素a 含量沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P=0.05），但f/2 培養(yǎng)基中的葉綠素a 含量較高，能達(dá)到0.2%（圖5-I）。四種培養(yǎng)基中生長(zhǎng)的布朗葡萄藻的類(lèi)胡蘿卜素含量差異顯著（P=0.05），f/2 培養(yǎng)基最高，含量達(dá)0.21%，BG-11 和Chu 的的類(lèi)胡蘿卜素含量也都接近0.14%，而SE 培養(yǎng)基中的類(lèi)胡蘿卜素含量很低，只有0.12%（圖5-II）。f/2 培養(yǎng)基中的布朗葡萄藻的葉綠素a 含量、類(lèi)胡蘿卜素含量都最高，SE 培養(yǎng)基中的布朗葡萄藻兩種主要色素的含量都最低（圖5）。

圖5 營(yíng)養(yǎng)條件對(duì)布朗葡萄藻葉綠素a（I）和類(lèi)胡蘿卜素（II）積累的影響Fig.5 The effect of nutritional conditions on the accumulation of chlorophyll a（I）and carotenoids（II）in alga B.braunii

2.3 布朗葡萄藻各物質(zhì)產(chǎn)率的比較

藻細(xì)胞的物質(zhì)產(chǎn)率取決于單位時(shí)間內(nèi)單位體積培養(yǎng)體系的生產(chǎn)和積累能力，是培養(yǎng)體系中細(xì)胞總數(shù)量以及單個(gè)細(xì)胞物質(zhì)生產(chǎn)和積累能力的綜合體現(xiàn)。在不同營(yíng)養(yǎng)條件下，布朗葡萄藻各物質(zhì)產(chǎn)率的比較如表2 所示。

表2 營(yíng)養(yǎng)條件對(duì)布朗葡萄藻各物質(zhì)產(chǎn)率的影響/mg·（L·d）-1Tab.2 The effect of nutritional conditions on the yield of various substances in alga B.braunii/mg·（L·d）-1

從脂類(lèi)產(chǎn)率看，BG-11、Chu 和f/2 三種營(yíng)養(yǎng)條件差異不大，總脂產(chǎn)率最高的是f/2 培養(yǎng)基，高達(dá)575.64 mg/（L·d），產(chǎn)率最低的是SE 培養(yǎng)基，顯著低于上述三種培養(yǎng)基（P=0.05），總脂產(chǎn)率不足f/2 培養(yǎng)基的60%。從總烴產(chǎn)率看，產(chǎn)率最高的是f/2 培養(yǎng)基，高達(dá)286.87 mg/（L·d）。產(chǎn)率最低的是BG-11 培養(yǎng)基，顯著低于上述三種培養(yǎng)基（P=0.05），總烴產(chǎn)量不足f/2 培養(yǎng)基的40%。SE 培養(yǎng)基的可溶性蛋白質(zhì)產(chǎn)率最低，只有151.10 mg/（L·d），顯著低于其他三種培養(yǎng)基（P=0.05）。最高的是BG-11 培養(yǎng)基，能夠達(dá)到234.77 mg/（L·d）。BG-11 培養(yǎng)基的總糖產(chǎn)率顯著高于其他三種培養(yǎng)基（P=0.01），能夠達(dá)到128.21 mg/（L·d）。葉綠素a 的產(chǎn)率和類(lèi)胡蘿卜素產(chǎn)率相似，都是f/2 培養(yǎng)基顯著高于其他處理組，f/2 培養(yǎng)基中葉綠素a 和類(lèi)胡蘿卜素的產(chǎn)率可達(dá)3.27 mg/（L·d）和3.41 mg/（L·d）?？傊?、總烴、總類(lèi)胡蘿卜素和葉綠素a 四種物質(zhì)的產(chǎn)率都是f/2 培養(yǎng)基最高。水溶性蛋白質(zhì)和總糖的產(chǎn)率，BG-11 培養(yǎng)基則最高。

2.4 營(yíng)養(yǎng)供給對(duì)布朗葡萄藻生產(chǎn)的投入產(chǎn)出的比較

BG11 培養(yǎng)基提供的營(yíng)養(yǎng)成分總濃度最高，達(dá)到1689.4100mg/L，而f/2 培養(yǎng)基最低，僅85.9911mg/L，二者相差近19.65 倍。SE 培養(yǎng)基和Chu 培養(yǎng)基的外加營(yíng)養(yǎng)成分總濃度居中，分別為635.4670 mg/L 和394.0615 mg/L（表1）。所獲得的總細(xì)胞干重（mg/L）/營(yíng)養(yǎng)成分總投入（mg/L）（圖6-I）和總脂產(chǎn)量（mg/L）/營(yíng)養(yǎng)成分總供給（mg/L）（圖6-II）表明，f/2 培養(yǎng)基的細(xì)胞干重產(chǎn)出/營(yíng)養(yǎng)投入的比值顯著高于其他三種培養(yǎng)基（P=0.01），達(dá)到3.387，是最低的BG11 組（比值為0.195）的17.37 倍。同樣，f/2 組的總脂產(chǎn)出/營(yíng)養(yǎng)投入的比值為1.205，也顯著高于其他三種培養(yǎng)基（P=0.01），是最低組BG11（比值為0.045）的26.78倍。

圖6 營(yíng)養(yǎng)成分供給對(duì)布朗葡萄藻細(xì)胞干重（I）和總脂（II）投入產(chǎn)出效率的影響Fig.6 The effect of nutrient supply on the input-output efficiency of cell dry weight（I）and total lipid（II）in alga B.braunii

3 討論

微藻的生長(zhǎng)與培養(yǎng)體系的營(yíng)養(yǎng)元素供給密切相關(guān)，每種藻類(lèi)對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需求也不同[2]。本文研究了基于BG-11、Chu、f/2 和SE 四種配方的營(yíng)養(yǎng)供給條件下，布朗葡萄藻的生長(zhǎng)。按照大量元素、微量元素和維生素的含量，這四種培養(yǎng)基大致可分為三類(lèi)：富營(yíng)養(yǎng)（BG-11）、中營(yíng)養(yǎng)（Chu 和SE）和貧營(yíng)養(yǎng)（f/2）三類(lèi)。其中BG-11 的N、P、Fe、微量元素含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他三種培養(yǎng)基，尤其是N 分別為Chu、SE 和f/2的7.5 倍、6 倍和20 倍；它還含有獨(dú)有的無(wú)機(jī)C 源（Na2CO3），可能促進(jìn)藻細(xì)胞迅速繁殖[14]。因此，將BG-11 劃分為富營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基，其總營(yíng)養(yǎng)成分約為1.69 g/L，也是成本較高的培養(yǎng)基。Chu 和SE 的大量元素含量居中，總營(yíng)養(yǎng)成分分別約為0.39 g/L 和0.64 g/L，是中營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基。f/2 培養(yǎng)基的大量元素含量最低，不僅N 只有BG-11 的1/20，P 和Fe 的含量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他培養(yǎng)基，總營(yíng)養(yǎng)成分添加量?jī)H0.09 g/L，是貧營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基。選用的四種培養(yǎng)基都廣泛用于藻類(lèi)培養(yǎng)，也常用于培養(yǎng)布朗葡萄藻[8]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)元素在本實(shí)驗(yàn)使用的濃度范圍內(nèi)的貧富程度決定了布朗葡萄藻的生長(zhǎng)速度。富營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基如BG-11 比生長(zhǎng)速率大，貧營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基如f/2，比生長(zhǎng)速率小，中營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基的比生長(zhǎng)速率居中。單個(gè)藻細(xì)胞中的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)性物質(zhì)如蛋白質(zhì)的生產(chǎn)和積累受營(yíng)養(yǎng)供給的影響小，而總脂、總烴、總糖和類(lèi)胡蘿卜素等儲(chǔ)存性物質(zhì)的含量受影響顯著。貧營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基f/2 更有利于布朗葡萄藻積累儲(chǔ)存性物質(zhì)，其總脂、總烴和類(lèi)胡蘿卜素含量都最高。富營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基BG-11 不利于總脂和總烴的積累，但總糖含量卻最高。碳水化合物與油脂是生物體內(nèi)兩種不同形式的儲(chǔ)能物質(zhì)。大多數(shù)微藻細(xì)胞處于營(yíng)養(yǎng)脅迫狀態(tài)下，會(huì)將光合作用合成的碳源更多地向脂肪酸或中性脂方向轉(zhuǎn)化，原因是脂肪的能量要高于碳水化合物[16]。營(yíng)養(yǎng)供給的不足改變?cè)孱?lèi)的代謝通路，加強(qiáng)脂類(lèi)合成和積累，可以增加藻類(lèi)細(xì)胞中的甘油三酯（TAG）等油脂占比[17,18]。所以，貧營(yíng)養(yǎng)供給有利于儲(chǔ)存性脂類(lèi)積累。相反，在營(yíng)養(yǎng)充分的條件下，藻類(lèi)將合成的有機(jī)碳偏向消耗性糖類(lèi)[16]。

從物質(zhì)產(chǎn)率而言，除了細(xì)胞干重主要取決于生長(zhǎng)速度。其他的物質(zhì)產(chǎn)率均取決于生長(zhǎng)速度和物質(zhì)含量?jī)煞矫娴木C合效益。富營(yíng)養(yǎng)的BG-11 有利于積累生物量，但不利于積累儲(chǔ)存性物質(zhì)；貧營(yíng)養(yǎng)的f/2雖然生物量低，但細(xì)胞積累的儲(chǔ)存性物質(zhì)含量很高。而最終物質(zhì)產(chǎn)率的高低取決于細(xì)胞干重和物質(zhì)含量的乘積。所以，雖然富營(yíng)養(yǎng)的BG-11 獲得的細(xì)胞干重顯著高于貧營(yíng)養(yǎng)的f/2，但其總脂含量、總烴含量、總類(lèi)胡蘿卜素含量分別僅為后者的0.63、0.34和0.71 倍，導(dǎo)致BG-11 培養(yǎng)的藻細(xì)胞總脂產(chǎn)率最低。從色素含量上看，f/2 培養(yǎng)基中布朗葡萄藻的葉綠素a 和總類(lèi)胡蘿卜素含量都最高，其光合潛力也高于其他處理[16]，導(dǎo)致貧營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基f/2 更適合于布朗葡萄藻儲(chǔ)存性物質(zhì)的生產(chǎn)。由圖6 可知，單位質(zhì)量的營(yíng)養(yǎng)投入，所獲得的最終細(xì)胞干重和總脂的產(chǎn)出都是f/2 最高。所以，從營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供給的投入產(chǎn)出效率上來(lái)講，f/2 也是最優(yōu)的選擇。

為了獲得大量生物質(zhì)油脂產(chǎn)出，需要使微藻處于低營(yíng)養(yǎng)的脅迫環(huán)境，促使細(xì)胞積累油脂，但不可避免地引起細(xì)胞生長(zhǎng)速度受限。為解決這類(lèi)矛盾，二段培養(yǎng)可能是解決途徑，第一階段為微藻提供最佳的生長(zhǎng)條件，專(zhuān)注于獲得最大生物量；第二階段把充分生長(zhǎng)的微藻轉(zhuǎn)移到寡營(yíng)養(yǎng)條件下，專(zhuān)注于油脂生產(chǎn)[1]。在布朗葡萄藻二段培養(yǎng)中，建議第一階段選擇如BG-11 的富營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基，第二階段選擇如f/2 的貧營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基。