微藻生產(chǎn)生物柴油評價及其高產(chǎn)條件的優(yōu)化.pdf

1、利用微藻生產(chǎn)生物柴油被認為是最有前景的可再生綠色能源。在利用微藻生產(chǎn)生物柴油的過程中,藻株的性狀直接決定了微藻生產(chǎn)生物柴油中各個環(huán)節(jié)的技術要求,故利用微藻生產(chǎn)生物柴油首當其沖的是微藻藻種的篩選；同時為了降低生產(chǎn)微藻生物柴油的成本,加快微藻產(chǎn)業(yè)化的道路,在篩選時應選擇細胞內(nèi)具有高附加值產(chǎn)品的微藻,如生物聚合物、蛋白質(zhì)、碳水化合物等,提高微藻綜合價值,從而降低利用微藻生產(chǎn)生物柴油的成本。本研究的主要目的是篩選和評價產(chǎn)油微藻,得到具有生產(chǎn)生物

2、柴油潛質(zhì)的藻株,并優(yōu)化培養(yǎng)條件以提高藻株的油脂產(chǎn)量,探討最佳生長模式。主要研究內(nèi)容包括：
　　 ⑴從多個地區(qū)采集水樣,進行微藻藻種的分離篩選。利用柱式光反應器培養(yǎng)藻株,對其中77株微藻的生長、油脂含量、脂肪酸的組成進行了測定。測定的微藻的油脂含量從占細胞干重的13-57％,平均油脂含量為細胞干重的34％；其中21株微藻的油脂生產(chǎn)能力超過0.1g·L-1·day-1。含油量較高的是Desmodesmus sp.,該屬的微藻平均油脂

3、含量占細胞干重的36％；Desmodesmus armatus var.的油脂含量最低,平均油脂含量占細胞干重的26％；Desmodesmus armatus var.半均生物量最高的,達到了3.52 g·L-1；Chlorella sorokiniana的平均生物量最低,僅為1.53 g·L-1;分析油脂含量超過細胞干重30％的藻株細胞的脂肪酸組成發(fā)現(xiàn),試驗中大多數(shù)藻株的脂肪酸主要組成成分是C18:1和C16:0,部分藻株的脂肪酸主要

4、成分是C18:2,對16株藻株的倍增時間進行測試發(fā)現(xiàn),藻株的倍增時間從6 h到31 h,平均倍增時間為16 h。Scenedesmusobliquus0947的倍增時間最短,為6.2 h；倍增時間較長的藻株是Desmodesmus sp.0952(31.4 h)；經(jīng)過對77株微藻的綜合評價,選取產(chǎn)油性狀油量,具有生產(chǎn)生物柴油潛質(zhì),含有高附加值的脂肪酸產(chǎn)品(神經(jīng)酸)的藻株0961進行藻種的鑒定、培養(yǎng)條件的優(yōu)化。
　　 ⑵通過運用掃

5、描電鏡、透射電鏡結(jié)合分析、比對0961號藻株的18SrDNA、ITS1—ITS2基因序列,確定該藻株為Mychnoastes afer,并對Mychnoastes afer0961進行培養(yǎng)條件的優(yōu)化。培養(yǎng)液中不同氮離子濃度對藻株生物量和油脂含量的影響均較大。當NaNO3添加量為3.00 g·L-1時,生物量最大(3.29 g·L-1)；不同的NaNO3濃度下,對脂肪酸主要組分的影響不大,但是各脂肪酸組分的比例會發(fā)生變化,C16:0、C1

6、6:2、C18:2和C18:4的含量隨著NaNO3濃度的增加而增加,C14:0、C16:1、C18:1、C24:0和C24:1的含量隨著NaNO3濃度的增加而降低；說明通過調(diào)節(jié)培養(yǎng)液中氮離子濃度調(diào)節(jié)M.afer0961油脂的生產(chǎn)和脂肪酸的組成。
　　 ⑶培養(yǎng)基中不同磷酸根離子濃度可以影響到M.afer0961的生長和油脂含量,當K2HPO4·3H2O添加量為40 mg·L-1時,微藻細胞內(nèi)油脂含量最高(50.5％細胞干重),此時

7、的油脂生產(chǎn)能力也最大,達到1.60 g·L-1；不同初始K2HPO4·3 H2O濃度也可調(diào)節(jié)總油脂中脂肪酸的組成,C16:0、C18:0、C18:2和C18:4的變化趨勢同細胞內(nèi)總油脂含量的變化趨勢相同,而C18:0和C24:1的變化趨勢與細胞內(nèi)總油脂含量的變化趨勢相反,說明磷酸根離子也可以調(diào)節(jié)M.afer,0961油脂生產(chǎn)和脂肪酸的組成。
　　 ⑷培養(yǎng)基中不同鐵離子(Fe3+)濃度能夠影響藻株的生長,但對油脂含量沒有影響。當初

8、始鐵離子添加量為6 mg·L-1時,經(jīng)過14天的培養(yǎng)后,藻細胞的生物量最大,達到了3.30 g·L-1；在缺乏鐵離子的情況下,M.afer0961生物量僅為2.62 g·L-1；對油脂內(nèi)脂肪酸組成的分析發(fā)現(xiàn)C16:0和C18:1仍是M.afer0961脂肪酸中的主要成分,C16:0、C16:1和C16:2的含量變化與細胞內(nèi)總油脂的變化趨勢相同；C18:1和C18:2的含量變化與細胞內(nèi)總油脂的變化趨勢相反,故可以通過調(diào)節(jié)鐵離子(Fe3+)