光合成微細藻類とシアノバクテリアの大規模な栽培の概要と課題

微細藻類とシアノバクテリアは、世界中の社会に利益をもたらす大きな可能性を秘めた多様な生物のグループです。これらの生物は現在、食品、飼料、製薬、美容産業で使用されています。さらに、さまざまな新規化合物が分離されています。光合成微細藻類とシアノバクテリアの商業的生産には、スループットが高い大規模な栽培が必要です。ただし、ラボベースのシステムから大規模システムへの生産をスケールアップすることは、複雑で潜在的に費用のかかる努力です。このレビューでは、栽培の目的、種の選択、栽培の種類（池、フォトバイオリクター、バイオフィルム、バイオフィルム）、水と栄養源、温度、照明、混合、監視、汚染、収穫など、大規模な栽培のあらゆる側面を要約します。戦略、および潜在的な環境リスク。重要なことに、私たちは実用的な推奨事項を提示し、経済的な設計、効果的な運用と維持、自動化、経験豊富なフィコロジストの不足に関連する収益性の高い大規模システムの課題についても議論します。

Microalgae and cyanobacteria are diverse groups of organisms with great potential to benefit societies across the world. These organisms are currently used in food, feed, pharmaceutical and cosmetic industries. In addition, a variety of novel compounds are being isolated. Commercial production of photosynthetic microalgae and cyanobacteria requires cultivation on a large scale with high throughput. However, scaling up production from lab-based systems to large-scale systems is a complex and potentially costly endeavor. In this review, we summarise all aspects of large-scale cultivation, including aims of cultivation, species selection, types of cultivation (ponds, photobioreactors, and biofilms), water and nutrient sources, temperature, light and mixing, monitoring, contamination, harvesting strategies, and potential environmental risks. Importantly, we also present practical recommendations and discuss challenges of profitable large-scale systems associated with economical design, effective operation and maintenance, automation, and shortage of experienced phycologists.