不同光生物反应器系统中小红藻的系统性评估：将反应器设计与生物量生产及生化组成联系起来

嗜极红色微藻是可持续生物技术中极具前景的平台，兼具在选择性嗜热嗜酸条件下的强健生长能力，以及产热稳定藻胆蛋白和富碳生物质的特性。然而，反应器依赖性因素对其生长、产物形成及生物质组成的影响仍未得到充分阐明。本文系统评估了嗜极红色微藻 `Cyanidioschyzon merolae` 在不同培养尺度和反应器形式下的表现，并将其性能与已被充分研究的 `Galdieria javensis` 和 `Limnospira platensis` 进行了对标比较。在小规模多培养器光生物反应器和微流控生长腔中，`C. merolae` 表现出更优的生长性能，其最大生长速率达到 `0.034 +/- 0.001 h-1`，细胞干重达到 `8.3 +/- 0.3 g l-1`。微流控培养实现了单细胞分辨率的生长分析，且所得生长速率与光生物反应器中的结果一致。 为确定可放大的生产策略，进一步在平板式光生物反应器和定制设计的内照式光生物反应器中培养了 `C. merolae`。其中，定制设计的光生物反应器获得了最高的生物质浓度和生产率，细胞干重达到 `11.5 +/- 0.6 g l-1`，生产率为 `1.07 +/- 0.06 g l-1 d-1`，并且在 `R-phycocyanin` 和 `R-allophycocyanin` 的产量方面也表现出可比水平。生物质分析表明，其碳和氮含量较高，淀粉积累量可超过细胞干重的 `20 %`，脂肪酸则以棕榈酸、亚油酸和油酸为主。尽管其细胞壁组分比例较低，`C. merolae` 仍含有结构多样且依赖培养条件变化的多糖。这些结果确立了 `C. merolae` 作为热稳定色素生产和可再生原料生成的多功能底盘生物的地位，并强调了光生物反应器设计是决定生产率和生物质质量的关键因素。

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