微藻生物柴油技术的研究现状及展望

《微藻生物柴油技术的研究现状及展望》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中国生物工程杂志ＣｈｉｎａＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１０，３０（２）：１３４１４０微藻生物柴油技术的研究现状及展望１，２１１１姜进举苗凤萍冯大伟秦松（１中国科学院烟台海岸带研究所烟台２６４００３２中国科学院研究生院北京１０００４９）摘要微藻生物柴油是一种优良的可再生新能源，对于解决人类面临的能源短缺和全球变暖两大危机具有潜在的重大战略意义。综述了微藻生物柴油的技术流程、油脂含量较高的微藻藻种、微藻生物柴油的最大技术瓶颈、提高微藻油脂总产量的方法、微藻的大规模培养、微藻的采收和微藻生物柴油的制取等方面的研究现状，并对微藻生物柴油未来的核心研究方向提出了

2、初步见解。关键词微藻生物柴油优化培养基因工程中图分类号Ｑ９４５．１１；ＴＫ６自１８世纪第一次产业革命以来，世界以惊人的速包含一些有待突破的瓶颈，要实现大规模的工业化生度消耗着各种化石能源（如煤、石油、天然气等），而化产尚需时日。石能源的大量使用使人类面临能源短缺和全球变暖两大危机，因此开发可再生新能源和二氧化碳减排成为２１世纪的重要任务。生物质能源作为一种来源广泛的可再生能源，其开发利用不仅有助于缓解化石燃料日益枯竭给全球经济发展带来的能源危机，还可以减少主要温室气体二氧化碳的排放，有利于维护生态平衡，改善人类生存环境。在众多生物质能源中，“不与人争粮，不与粮争地

3、，不与畜争料，不与农争利”的微藻生物［１６］柴油以其无可比拟的独特优势吸引了越来越多决策者和研究者的关注。本文将较全面地阐述微藻生物图１微藻生物柴油开发的技术流程柴油技术的研究现状和对未来研究方向的思考，为我Ｆｉｇ．１Ａｃｏｎｃｅｐｔｕａｌｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒｐｒｏｄｕｃｉｎｇ国相关决策者和研究者提供参考。ｍｉｃｒｏａｌｇａｌｏｉｌｆｏｒｂｉｏｄｉｅｓｅｌ１微藻生物柴油的技术流程微藻生物柴油生产的成套技术涵盖多个技术环２油脂含量较高的微藻藻种节，是个复杂的系统工程，主要包括：筛选和培育生长含油率高的优良藻种是生产微藻生物柴油的基快含油率高的优良藻株、大规模培养获

4、得可观的微藻础。经过众多研究者研究发现，油脂含量较高的微藻生物量、将采收的微藻制成微藻生物柴油及其他产品主要集中于绿藻、硅藻、金藻等真核微藻，而鲜见关于［１］实现综合利用等（图１）。需要指出的是，图１给出的［２］高油脂蓝藻（原核微藻）的报道。常见的富油微藻主只是微藻生物柴油开发的概念性技术流程，此流程中要有葡萄藻（绿藻）、小球藻（绿藻）、杜氏藻（绿藻）、三收稿日期：２００９０９２９修回日期：２００９１１１８［３５］角褐指藻（硅藻）等（表１），在某些情况尤其是逆境国家自然科学基金（３０８７０２４７，３０６７０１６５）、中国科学院重要方向条件下（如氮短缺等

5、）这些微藻细胞会大量积累油脂，性项目（ＫＺＣＸ２ＹＷ２０９）资助项目［２，７１２］通讯作者，电子信箱：ｓｑｉｎ＠ｙｉｃ．ａｃ．ｃｎ主要是甘油三酯（葡萄藻则是积累烃类油脂）。２０１０，３０（２）姜进举等：微藻生物柴油技术的研究现状及展望１３５［３５］［９］表１一些微藻的油脂含量间物更多地分流到油脂合成途径，在生物量和细胞Ｔａｂｌｅ１Ｏｉｌｃｏｎｔｅｎｔｏｆｓｏｍｅｍｉｃｒｏａｌｇａｅ（ｄｒｙｗｔ）含油率之间寻求平衡乃至从根本上解决生长率和含油ＭｉｃｒｏａｌｇａｅＯｉｌｃｏｎｔｅｎｔ率之间的矛盾，以获得最多的油脂产量（油脂产量＝含Ｂｏｔｒｙｏｃｏｃｃｕｓｂ

6、ｒａｕｎｉｉ２５％～７５％油率×生物量）。目前主要有两种方法：优化培养法和Ｃｈｌｏｒｅｌｌａｓｐ．２８％～３２％基因工程法。Ｃｒｙｐｔｈｅｃｏｄｉｎｉｕｍｃｏｈｎｉｉ２０％４．１优化培养法Ｃｙｌｉｎｄｒｏｔｈｅｃａｓｐ．１６％～３７％Ｄｕｎａｌｉｅｌｌａｐｒｉｍｏｌｅｃｔａ２３％优化培养是以实验藻种现有的代谢体系为基础，Ｄｕｎａｌｉｅｌｌａｓａｌｉｎａ１４％～２０％通过创造一种生理压力（如氮源短缺等逆境条件）来调Ｄｕｎａｌｉｅｌｌａ．ｔｅｒｔｉｏｌｅｃｔａ３６％～４２％［９］Ｉｓｏｃｈｒｙｓｉｓｓｐ．２５％～３３％整代谢流适当向油脂合成方向转换，是从生理生化Ｍｏｎ

7、ａｌｌａｎｔｈｕｓｓａｌｉｎａ＞２０％水平对微藻进行代谢调控来增加油脂总产量。Ｎａｎｎｏｃｈｌｏｒｉｓｓｐ．２０％～３５％４．１．１优化培养法增油脂的技术手段优化培养法Ｎａｎｎｏｃｈｌｏｒｏｐｓｉｓｓｐ．３１％～６８％Ｎｅｏｃｈｌｏｒｉｓｏｌｅｏａｂｕｎｄａｎｓ３５％～６５％增油脂主要通过优化营养供应和培养环境、采用最佳Ｎｉｔｚｓｃｈｉａｓｐ．４５％～４７％［１１］培养方式和培养流程等技术手段来进行。研究者通Ｐｈａｅｏｄａｃｔｙｌｕｍｔｒｉｃｏｒｎｕｔｕｍ２０％～３０％［１４］［１３，１５］［１０，１６］［８］［１７］过对碳源、氮源、磷源、铁离子、硅等Ｓｃｅｎｅｄ

8、ｅｓｍｕｓ