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微藻能提炼生物柴油 青岛能源所发布重要研究成果
2019-01-30 11:01
来源:经济日报
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  记者1月29日从中科院青岛生物能源与过程研究所获悉,该所微藻生物技术研究组通过“多组学”方法提高“产油微藻”黄丝藻的产油效率,使黄丝藻细胞的油滴大小与含量大幅提升,未来可运用研究成果制备绿色环保型的柴油和航油。

  微藻制油,顾名思义,即利用微藻光合作用将固定在微藻体内的碳物质转化为油脂,然后利用物理或化学方法把微藻细胞内的油脂转化到细胞外,再进行提炼加工,从而生产生物柴油。和其油料作物相比,产油微藻生长周期短,单位产油量非常大。据介绍,国际上的微藻能源相关研究很早就已开启,目前?#30740;?#25104;庞大的产油微藻家族,但规模和成本仍是开发微藻的瓶颈问题。

  据青岛能源所微藻生物技术研究组副研究员汪辉介绍,目前科学家们研究较多的单细胞产油微藻因尺寸较小,存在藻细胞采收困难,提油工艺繁琐等问题,微藻制油成本非常高。“几年前,我们首次发现了一类丝状产油微藻——黄丝藻,它的产油效率非常高,可谓是‘富得流油’。”汪辉表示,从高倍显微镜下,可以明显看到蕴含在藻细胞中的“大油滴?#20445;?#22240;此这种黄丝藻被誉为“微藻界的后起之秀”。

  据介绍,黄丝藻的优势在于细胞生长快、油脂提取简单。黄丝藻除了光合作用外,还可通过吸收葡萄糖等“营养液”来“加餐?#20445;?#21033;用葡萄糖异养的生长速率可增长10倍以上。此外,黄丝藻细胞尺寸较大,长?#20173;?00-3000微米,微藻细胞成熟后,简单的过?#24605;?#21487;从培养液中高效收集藻细胞;通过简单物理压榨的方式就能使细胞破碎,令细胞内的油滴流出来,避免了单细胞油脂提取过程中大量化学溶剂的使用。

  “在研究过程中,我们发现如果黄丝藻只是靠?#21462;?#33889;萄糖”来猛长,它们产油的效率会大大降低。如果不解决这个问题,就无法实现黄丝藻的高效产油。”汪辉说,研究组想到了利用目前火热的“多组学”分析手段,对细胞进行基因组、转录组、代谢物组等多层次的整合分析。科研人员通过比较利用光合作用和利用葡萄糖进行生长产生差异,?#39029;?#33889;萄糖异养状态下黄丝藻油脂积累降低的具体原因,并“对症下药?#20445;?#26368;终通过补充外源前体物的方式提高了利用葡萄糖生长的黄丝藻细胞的油滴大小与含量。“从微藻中提炼出柴油和航油等油品,还可以生产出很多下游产品,比如,藻渣蛋白饲料、藻渣发酵沼气等等,产业发展前景十分广阔。”汪辉表示。

 

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