Innovative Cultivation-Transformation-Accumulation Strategy for Haematococcus pluvialis : Integrated Research from Small-Scale Optimization to Pilot-Scale Validation and Environmental-Economic Sustainability Assessment

雨生红球菌 光合反应器 持续性 环境科学 生物量(生态学) 产量(工程) 工艺工程 生化工程 生命周期评估 多目标优化 计算机科学 环境经济学 制浆造纸工业 成本效益 经济可行性 生物燃料 环境工程 原材料 可持续发展 虾青素
作者
Shuai Guo,Feng Pan,Feng Li,Jun Wang,Dian Xie,Hongwei Ke,Huiying Huang,Jianbin Cai,Chunhui Wang,Minggang Cai
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:13 (42): 18006-18017
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.5c06625
摘要

To address the challenges of high cell mortality, low astaxanthin yield, and elevated costs in traditional one- and two-stage Haematococcus pluvialis cultivation, this study developed a novel Cultivation-Transformation-Accumulation (CTA) strategy. The CTA framework sequentially optimized biomass growth (stage I), induced stress-resistant nonmotile cells via 1 g/L NaCl (stage II), and maximized astaxanthin accumulation (stage III), achieving a 61.1% yield enhancement over 0 g/L NaCl. Small-scale experiments demonstrated the superiority of the CTA strategy, yielding 3.0% astaxanthin content (1.4 and 1.2 times higher than that of one- and two-stage methods, respectively) without costly centrifugation. Pilot-scale trials identified tubular photobioreactors (T-PBRs) as optimal, achieving a biomass of 3.6 g/L, an astaxanthin concentration of 116.9 mg/L, and a CO2 fixation rate of 299.3 mg/L/d. Integrated life cycle and economic analyses revealed the dual advantages of T-PBRs over column photobioreactors and plate photobioreactors: minimal environmental impact and drastic cost reductions (67.4–74.1% for astaxanthin production). The study also discusses strategies for industrial system optimization and the feasibility of full outdoor cultivation. This centrifugation-free CTA strategy establishes a sustainable pathway for high-efficiency industrial astaxanthin production, contributing to alleviating the survival-productivity paradox in algal biotechnology.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
YYM发布了新的文献求助10
刚刚
Orange123完成签到,获得积分10
1秒前
科研通AI6.2的应助被hh采纳,获得10
1秒前
海之光发布了新的文献求助10
1秒前
win完成签到,获得积分10
1秒前
牧青发布了新的文献求助10
1秒前
wy4869完成签到,获得积分20
2秒前
77发布了新的文献求助10
3秒前
芯止谭轩发布了新的文献求助10
3秒前
才_浅发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
Augenstern完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
玛卡哔咔完成签到,获得积分10
4秒前
谦让的南蕾完成签到,获得积分10
4秒前
玻色子发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
cc完成签到,获得积分10
7秒前
h8h9发布了新的文献求助10
7秒前
邵邵发布了新的文献求助10
8秒前
李爱国的应助被ffy采纳,获得10
8秒前
8秒前
晚风的应助被科研通管家采纳,获得30
9秒前
我是老大的应助被科研通管家采纳,获得10
9秒前
所所的应助被科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
bkagyin的应助被科研通管家采纳,获得10
9秒前
香蕉觅云的应助被科研通管家采纳,获得10
9秒前
华仔的应助被科研通管家采纳,获得10
9秒前
CodeCraft的应助被科研通管家采纳,获得10
9秒前
共享精神的应助被科研通管家采纳,获得10
10秒前
何志明的应助被科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
Jasper的应助被科研通管家采纳,获得10
10秒前
田様的应助被科研通管家采纳,获得10
10秒前
bkagyin的应助被科研通管家采纳,获得10
10秒前
李爱国的应助被科研通管家采纳,获得10
10秒前
Sue kong完成签到 ,获得积分10
10秒前
小蘑菇的应助被科研通管家采纳,获得10
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Aspects of Post-SPE Phonology 2000
Performance standards for antimicrobial disk and dilution susceptibility tests for bacteria isolated from animals 888
Rosenblum, Global Change Biology 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre (2012-09-10) 666
Change the Wallpaper: Transforming Cultural Patterns to Build More Just Communities 600
Final Report for the 2-D Test of Model 901 Rotor and Wing Airfoils (BSWT 592) 528
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 物理 有机化学 化学工程 内科学 生物化学 复合材料 催化作用 心理学 细胞生物学 无机化学 电极 光电子学 人工智能
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7883719
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9397112
关于积分的说明 20819321
捐赠科研通 7485982
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3355768
关于科研通互助平台的介绍 2494767
邀请新用户注册赠送积分活动 2383297