绿潮藻浒苔微生物高效降解及生物乙醇制备-海洋科学

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1、绿潮藻浒苔微生物高效降解及生物乙醇制备1,231,241,21,21,2王淑贤,韦章良,贾睿,张建恒,霍元子,于克锋,何培民(1.上海海洋大学水产与生命学院,上海201306;2.上海海洋大学水域环境生态上海高校工程研究中心,上海201306;3.中国科学院南海海洋研究所热带海洋生物资源与生态重点实验室,广东广州510301;4.上海海洋大学海洋科学学院,上海201306)摘要:从绿潮藻暴发海域的底泥和腐烂浒苔(Ulvaprolifera)中,筛选出一株可高效降解浒苔纤维素的微生物菌株(F菌株),通过刚果红染色实验以及真菌的ITS分析,鉴定为曲霉属真菌。以浒苔为诱导培养基制备F菌株的粗

2、酶液,测得其滤纸纤维素酶活为34.79U/mL。在发酵实验中,当酶解条件为6%的粗酶液添加量、反应温度为38℃、反应时间为60h、pH为6.8时,浒苔纤维素降解效果最好,酶解液发酵乙醇产量最高达到28.98g/L。关键词:浒苔(Ulvaprolifera);纤维素降解菌;发酵;生物乙醇中图分类号:P745文献标识码:A文章编号:1000-3096(2017)01-0076-07DOI:10.11759/hykx20160423003[14][15]随着可利用化石燃料的逐渐减少以及化石燃料纤维素的处理方法主要有物理法和化学法以及[16]燃烧时所带来的环境问题,探索可再生、清洁无污染生物酶

3、法。物理法和化学法处理藻类纤维素对设[1]的绿色能源已越来越受到世界人们的广泛关注。目备要求高,反应不易控制,并且处理后的产物容易前研究的可再生清洁燃料主要有生物柴油、生物乙造成环境污染。因此,如何正确处置每年暴发的大量[2]醇、生物丁醇以及生物沼气等。美国从2007年开绿潮藻浒苔和有效降低藻类生物质发酵乙醇的生产始启动了多项生物燃料工程项目,带动了藻类生物成本已成为我国海洋科学领域的重要研究内容。本[3]燃料开发热潮。然而以海洋藻类生物质开发生物能研究将化石燃料的短缺现状与我国暴发绿潮藻巨大[4][5]源在国内的研究还比较少。温顺华、蒋媛媛分别生物量处理问题相结合,以绿潮藻浒苔为发酵

4、原料,对马尾藻和铜藻制备生物乙醇有过实验探究,但乙利用实验室筛选到的产纤维素酶菌株进行酶法降解醇产量均不高,仅为9.2%和7.8%。浒苔,为探究第三代燃料乙醇的生产奠定基础。第一代燃料乙醇由于使用玉米、大豆等经济作[6]1材料与方法物导致粮食价格上涨而被迫放弃;第二代燃料乙醇由于木质素处理难题,一直止步不前;而以海洋1.1藻粉[7]藻类生物质为原料的第三代燃料乙醇,因其生长浒苔藻样采自2014年5月江苏省大丰市沿海漂[8]周期短、生长速率快、不含木质素且生物量巨大浮浒苔。将采回的新鲜浒苔,用干净海水冲洗3遍,而受到广大研究学者的关注。自2007年起,我国已连续8年暴发绿潮自然灾收稿日

5、期:2016-04-23;修回日期:2016-06-29害。2008年,仅青岛海域打捞起的绿潮藻浒苔(Ulva基金项目:国家自然科学基金(41576163);国家重点研发计划项目[9](2016YFC1402105);国家海洋局公益性科研专项(201205010,prolifera)就近120万t;福建沿海每年的绿潮暴发[10]201105023);科技支撑计划项目(2012BAC07B023)量多于10万t,专家认为黄海绿潮每年的总暴发[Foundation:NationNaturalScienceFoundationofChina,No.41576163;[11]量在千万吨以上。绿

6、潮的暴发,除了引起鱼虾死亡TheNationalKeyResearchandDevelopmentPlan,No.2016YFC1402105;和水质恶化外,更大的问题在于其巨大的生物量难PublicScienceandTechnologyResearchFundsProjectsoftheOcean,[12]No.201205010,No.201105023;NationalScience&TechnologyPillar以处理,无处填埋,并且打捞起的浒苔短时间内Program,No.2012BAC07B03]就会腐烂发臭,带来严重的环境问题。浒苔中纤维素作者简介:王淑贤(1990-

7、),女,硕士研究生,主要研究方向为海藻资[13]源化利用,电话:15800728178,Email:Wangshuxian1234567@163.com;和半纤维素的质量分数达到33.7%,使其成为很何培民,通信作者,Email:pmhe@shou.edu.cn;于克锋,通信作者,好的第三代燃料乙醇的生产原料。目前,国内对藻类Email:kfyu@shou.edu.cn76海洋科学/2017年/第41卷/第1期去除泥沙、杂质及其他杂藻,烘干粉碎