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虾青素以其优良的抗氧化特性在食品、保健品和饲料添加剂等行业应用广泛，雨生红球藻是天然虾青素含量最高的生物，也被认为是生产天然虾青素最好的生物来源。然而，大规模培养雨生红球藻生产虾青素仍然面临较多的技术难题，如规模化培养高效光生物反应器的设计、培养过程的低生长速率、生物污染等问题。 本论文主要以雨生红球藻为研究对象，确立了一条规模化培养的技术路线。主要研究了室内种子培养阶段和户外放大培养阶段，不同培养器皿或光生物反应器培养条件下的最适培养条件。此外，对于户外规模化培养过程中出现的污染生物，也进行了一定的防控研究。论文的主要研究结果如下: 1.室内种子培养阶段主要包括三角瓶培养和5L平底烧瓶培养:(1)三角瓶培养时，培养基采用BG11-b时其生长速率最高，细胞主要为游动细胞形态，且在250 ml培养容积条件下其生长速率最高;(2)5 L平底烧瓶培养时，藻株HP-3具有最高的生长速率;而采用4种不同的培养基BG11-a、BG11-b、BG11-c、BG11-a+NaAc培养时生长速率差异不显著，但从表观上分析BG11-c更好一些;接种OD浓度应达到0.08以上为宜;对于最适的培养光强，认为接种初期光强为30μmol·m-2·s-1（双侧光），培养的中后期应提高至50μmol· m-2·s-1（双侧光）; 2.户外放大培养阶段主要包括150 L平板反应器培养和3600L管道反应器培养:结合实验结果与实际需要，认为平板反应器培养时的接种OD浓度应达到0.034以上为宜，而管道反应器培养时的接种OD浓度应达到0.09以上为宜。并通过长期的培养实验，了解了平板式和管道式光生物反应器中雨生红球藻生长的基本规律。此外还总结了户外培养过程中出现的污染生物种类，主要包括变形虫、杂藻、细菌和真菌等。对其中两种杂藻进行控藻或杀藻实验，发现一定浓度双氧水不仅对其中一种杂藻无抑制作用，反而对雨生红球藻抑制作用明显，因此无法应用于雨生红球藻培养过程中杂藻的防治。而在利用次氯酸钠进行杀藻处理时，发现200 ppm以上的浓度杀藻效果更好。 本论文中的研究以规模化培养雨生红球藻生产虾青素的示范项目为依托，经过2年的时间，项目已在云南曲靖协助建立了雨生红球藻规模化培养基地。