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sb596.com:制备生物柴油的新原料-微生物油脂

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生物柴油是典型的“绿色能源”,其燃料性能与石油基柴油较为接近,是替代传统石化能源的重要途径。微生物油脂是继植物油脂、动物油脂之后又一可开发利用的生物柴油原料。

利来国际vip是典型的“绿色能源”,其燃料性能与石油柴油较为接近,是替代传统石化能源的重要途径。微生物油脂是继植物油脂、动物油脂之后又一可开发利用的生物柴油原料。我国海洋面积广阔,微生物资源丰富,因此开发高油脂的海洋微生物种质资源,研发油脂提取及关键转化技术,对促进生物能源和生物制品的产业化应用具有重要意义。河西学院崔岩教授及其团队长期致力于海洋富油微生物资源的开发及利用。

高油脂含量和高产量的酵母菌对木质纤维素废物转化为脂类并进一步转化为生物柴油的工艺至关重要。崔岩教授及其团队筛选到的菌株经18S rRNA 鉴定属于红冬孢酵母,具有耐酸、耐高温、耐盐的特性,油脂含量可达细胞干重的44%,是已发现的油脂含量最高的酵母菌之一。

在已知的1600多种酵母菌中,不超过10%的菌种是油性的,即含油量大于干重的20%,而在已有的报道中,只有5%的油脂酵母菌被证实可以积累超过25%的脂质。此次发现的酵母菌株的主要脂肪酸碳链长度集中在(C16~C18)之间,与普通柴油主要成分的碳链长度(C15~C19)极为接近,是生产生物柴油的理想来源。脂质的积累发生在培养基中氮源耗尽而碳源仍大量存在时,在这种情况下,多余的碳源被导入脂质体,形成甘油三酯(TAGs),但也不意味着培养基中的C/N越高越好。研究发现,存在着一个最佳的初始C/N比,当C/N比大于或小于最佳值时,脂质积累减少。因此,在发酵过程中优化碳源的利用,有助于降低工业化生产的成本。

破囊壶菌是一类类似微藻但无叶绿体的真核微生物,大量存在于海洋生态系统中,参与海洋生态系统的营养物质循环、有机质生物降解等过程。团队从不同海域中采集分离筛选到60株破囊壶菌菌株。这些菌株在发酵培养过程中的生长迅速, 60 h时可达到了生物量的最高值,脂肪酸积累特征表现为:总脂肪酸含量高、脂肪酸成分简单、中性脂是脂类存在的主要形式。某些菌株的总脂肪酸含量可达到干重的50%以上,主要成分为ω-3不饱和脂肪酸DHA (Docosahexaenoic acid ,C22:6) 和饱和脂肪酸棕榈酸 (C16:0),其他脂肪酸含量甚微。DHA是细胞膜上磷脂的重要组成成分,对于婴儿大脑和视网膜的发育具有重要作用,而棕榈酸可用于生物柴油的生产。

同酵母菌、破囊壶菌一样,一些海洋微藻也可利用有机碳源来进行大规模培养,与传统的光自养相比,具有效率高、可控性高、易于工业化生产的优势。一方面,不是所有微藻都毫无条件地适合异养的培养方式,另一方面,培养条件如营养、温度、酸碱度、溶解氧浓度等会显著影响生物质的产量和脂质的积累。团队从近海海域采集分离的89株微藻中,只有5株可以在异养条件下生长,其中4株属于小球藻属,一株为栅藻。通过对培养指标的模型分析,获取最佳的培养条件,小球藻的油脂含量从26%上升至53%,具有巨大的商业化潜力。

相关研究成果已发表在《AMB express》,《Applied Microbiology and Biotechnology》和《微生物学通报》。

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荧光显微镜下观测到的酵母菌及破囊壶菌细胞内油脂分布(亮度越强表明油脂含量越高)

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