微藻生产油脂培养新技术

近年来,随着全球性能源短缺和环境污染等问题日益严重,利用微藻开发绿色、清洁的生物能源已成为了研究热点。但是微藻油脂的低合成速率和高成本限制了微藻油脂的大规模生产。为了有效开发利用微藻资源,双阶段及共培养技术被发展并取得了显著进展。此外,除了改变培养条件,更为简单的添加生长代谢调节因子的策略也被证明是一种有效的提高微藻油脂的技术。对各种新发展的微藻培养技术及其技术原理进行了详细介绍,在此基础上,初步展望了微藻产油研究的未来发展方向。     

富油脂微藻育种技术研究进展

微藻因生长迅速、光合作用效率高、分布范围广和油脂积累能力强等优势,已被认为是生产生物柴油的理想原料。诱变育种可改善野生型微藻生长缓慢、油脂含量低和环境适应能力弱等缺陷,提高了以微藻生产生物柴油的可行性。概述了物理、化学和基因工程三类诱变育种方法的研究现状,介绍了低场核磁共振和荧光激活细胞分选两种富油脂微藻筛选技术以及一种测定诱变藻株致死率的方法,讨论了三种诱变方法的应用前景,供相关研究人员参考。     

我国现代油脂工业的现状和发展

随着现代生物工程技术的不断发展,以动物脂肪和植物油料作为基本原材料的油脂工业也取得了快速的发展,并逐渐成为我国当代粮油食品工业的关键性组成部分。但在其不断发展的过程中也存在着许多的问题,为了更好的促进其发展,也为了使现代生物工程技术得到更好的运用,我们必须加大对着方面的研究,以促进其不断健康发展。现结合我国现代油脂工业的主要发展现状对其发展趋势具体的展开探讨。     

微藻油脂组成的核磁共振碳谱表征

微藻油脂由于富含二十二碳六烯酸(DHA) 等多不饱和脂肪酸,且在培养过程中能吸收二氧化碳,因此在人类营养学和环境保护两个层面受到了前所未有的重视.为了深入考察微藻油脂的培养和提取过程,建立一种不破坏油脂就能区分油脂来源和特征的方法,是必不可少的.本文介绍了一种核磁共振碳谱表征方法.因为不必酯化,所以不仅可以测定双键数目和位置不同的脂肪酰基的摩尔比,而且测定了不同酰基在甘油烷基上的分布状况.本文分析了富含多不饱和脂肪酸的市售微藻油、富含饱和脂肪酸的棕榈油和富含单不饱和脂肪酸的橄榄油的组成,讨论了区分微藻微藻油中饱和脂肪酰基和不饱和脂肪酰基的测定方法和两种酰基的排列方式.     

微藻细胞油脂含量的快速检测方法

以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus JNU20)为实验材料,采用尼罗红(NR)荧光光谱法和傅里叶变换红外光谱法(FTIR)测定该藻细胞中的油脂含量。研究结果表明NR的最佳染色条件为:染色前微波处理40 s,二甲基亚砜体积分数1%, NR最终质量浓度1.5 μg/ml,染色时间5 min,染色温度40℃。比较了NR荧光光谱法、FTIR与传统重量法测定的该藻在不同时相的油脂积累情况,利用激光共聚焦显微镜观察了细胞中油体形成的动态过程。实验结果表明NR荧光光谱法、FTIR与传统重量法测定的结果显著相关(R²=0.9258, R²=0.9844),但NR荧光光谱法和FTIR更简便快速,研究结果为规模化筛选高含油量藻株及跟踪产油微藻油脂积累过程奠定了基础。     

代谢调控在微藻油脂积累中的作用

矿物能源的无节制使用,引起了日益严重的环境问题.随着全球石油耗竭及其价格的上涨,大力发展生物质能源、寻求可再生性新能源,对经济的可持续发展、缓解能源压力、控制环境污染具有重要的战略意义.微藻以其生长周期短,含油量高而引起了人们的广泛关注.但由于对藻类脂肪代谢中的调节机制了解不多,以及微藻基因组研究的相对滞后,极大的限制了微藻生物质能源的大规模开发利用.随着现代生物技术的发展,通过基因工程、代谢工程的方法,调控微藻脂类代谢,提高藻类含油量和生物量已成为可能.该文综述了影响微藻生长和油脂积累的生理生态因素及其调控的研究进展,探讨了代谢调控在微藻油脂积累中的作用及其在生物质能开发中的应用前景.     

利用基因工程技术提高微藻油脂含量的研究进展

利用微藻油脂制备生物柴油因具有重要的战略意义而受到世界各国的重视,成为近年来的研究热点。利用微藻制备生物柴油具有生长周期短、易于大规模培养、能大量吸收CO2及不占用耕地等优点。但是,由于对藻类油脂合成代谢中的调节机制了解不多,导致微藻基因组研究相对滞后,极大地限制了微藻生物能源的大规模开发和利用。随着现代生物技术的发展,通过基因工程、代谢工程等方法调控微藻脂类的合成代谢,提高藻类含油量和生物量已成为可能。概述了微藻中油脂的合成代谢,归纳总结利用基因工程技术提高微藻油脂含量的研究进展,为获得含油量高的工程微藻及微藻制备生物柴油提供技术储备。     

微藻油脂合成代谢途径及调控机制的研究进展

随着经济的快速发展,各国对石油的需求仍有增无减,但是石油作为不可再生能源不利于可持续发展。相比之下,生物柴油应运而生且已发展到了第三代,而微藻作为第三代生物柴油的主角因为具有生长速度快,不占用耕地等优势,已逐渐成为具有极大发展潜力的能源原料,所以利用微藻生产生物柴油的技术近年来也成为研究的重点。本综述针对微藻容易进行基因改造的优势,综述了国内外对微藻油脂代谢通路的研究现状及进展,讨论了目前的基因改造方法对通路中关键酶产生的影响,以求找到能有效并稳定增强微藻油脂代谢途径的方法,为以后的研究提供理论指导。     

生物柴油原料资源高油脂微藻的开发利用

生物柴油作为化石能源的替代燃料已在国际上得到广泛应用。至今生物柴油的原料主要来自油料植物, 但与农作物争地的情况以及较高的原料成本限制了生物柴油的进一步推广。微藻作为高光合生物有其特殊的原料成本优势, 微藻的脂类含量最高可达细胞干重的80%。利用生物技术改良微藻, 获得的高油脂基因工程微藻经规模养殖, 可大大降低生物柴油原料成本。介绍了国内外生物柴油的应用现状, 阐述了微藻作为生物柴油原料的优势, 对基因工程技术调控微藻脂类代谢途径的研究进展, 以及在构建工程微藻中面临的问题和应采取的对策进行了综述和展望。     

利用微藻生产维生素E的研究现状与应用前景

维生素E（生育酚）是一种人体和动物所必需的脂溶性营养成分。植物油等组织是天然维生素E的重要来源之一。但植物组织中生育酚含量低,且大多为低活性类型。利用微藻进行维生素E生产很具商业化前景。其中裸藻生长速度快,α-生育酚含量高,可占生育酚总量的97％以上。对利用微藻生产维生素E的研究现状和应用进行了综述。     

油脂酵母发酵木糖生产微生物油脂

目的用斯达油脂酵母(Lipomyces starkeyi)作为发酵菌株,以纯木糖溶液为油脂发酵原料,对L.starkeyi利用木糖积累油脂进行系统研究。方法 L.starkeyi于斜面培养基中活化后,接种于YPD液体培养基,于30℃、200 r/min摇床培养。在摇瓶中培养一段时间后,测定发酵液细胞浓度,离心发酵液收集细胞。将离心后得到的菌体加入木糖溶液重悬,并转接于含50 mL木糖溶液的250 mL摇瓶中进行发酵生产。结果相比一阶段法,两阶段发酵方法可以在更短的时间内达到较高的油脂含量,油脂含量能够达到细胞自身干重的60%以上。实验发现高菌龄酵母产油速度更快;并且初始木糖浓度高达120 g/L时,酵母细胞仍然能够高效合成油脂。结论 L.starkeyi能够有效利用木糖进行发酵产生油脂,是以木质纤维素为原料生产微生物油脂的优良菌种。     

使用BODIPY荧光染料快速测定微藻油脂含量方法

使用BODIPY505/515荧光染料,通过荧光分光光度法测定藻细胞中的油脂含量。结果表明：BODIPY505/515的最佳染色条件为二甲基亚砜（DMSO）体积分数2%,BODIPY505/515最终质量浓度0.25μg/mL,染色时间30min,染色温度35℃。在最佳染色条件下,微藻油脂含量与荧光强度呈线性相关（R2=0.976 4）。通过测定BODIPY505/515染色的不同种属微藻的荧光强度,应用该关系计算其油脂含量,与质量法测定的结果相比没有显著差异。该方法较为普适,比传统方法相比具有简便快捷,试样用量少的特点,与尼罗红荧光染料相比具有较窄的发射波谱范围,不会与微藻的自身荧光相互干扰,更适于过程监控及高含油藻株的筛选。     

微藻油脂制备生物柴油上游工艺的研究现状及展望

正微藻具有生长周期短、含油量高等优点,被认为是一种极具前景的生物柴油大宗原料。微藻的培养、微藻细胞的破碎以及微藻油脂的提取不仅是微藻油脂上游制备阶段的主要工序,也是影响整个生产工艺的成本、效率的重要因素。文章综述了以上3个工序目前在国内外的研究现状,并对各工艺今后的发展方向进行了展望,为进一步提高微藻生物柴油的经济性提出了建议。     

微藻生物柴油的发展

微藻生物柴油是一种具有较大发展潜力的可再生能源,与动、植物为原料制备的生物柴油相比,它有不占用耕地、产油效率高等优点。目前,微藻生物柴油在国内外都有很大发展,产业化的进程也在逐步推进。介绍了高油脂含量微藻的种类、微藻合成油脂的机理研究、微藻的培养技术及微藻生物柴油的产业化现状,并对微藻生物柴油发展中的一些问题进行了分析。     

利用微藻生产有用物质最前沿

企业、大学及研究机构在利用微藻类生产燃料和食物方面纷纷行动起来。 将通过利用太阳能的光合作用高效率地生产有用物质。 面对实用化，必须进行品种的选择和培养技术，提取技术的确立。     

用微生物生产油脂

日本通产省工业技术院化学技术研究所从微生物中成功地提取出动物三大营养素之一的油脂。油脂在工业上也很有用,在大量使用,现在日本用的油脂95％靠进口。该所用一种霉菌,通过高浓度葡萄糖和糖蜜等培养     

利用微藻培养生产类胡萝卜素的研究进展

类胡萝卜素(包括虾青素、β-胡萝卜素和叶黄素等)的重要功能引起了人们的广泛关注,微藻是生产类胡萝卜素的重要来源。本文综述了虾青素与β-胡萝卜素的合成、功能和生产,以及富含叶黄素藻株的选育和异养培养,并提出了今后的发展方向。     

微藻生物柴油的现状与进展

微藻生物柴油能够解决目前使用植物原料发展生物柴油面临的耕地不足、气候变化对产量影响大和引起农作物价格上涨等突出问题。通过转基因技术培育“工程微藻”,繁衍能力高,生长周期短,比陆生植物产油高出几十倍,并且能用海水作为其天然培养基进行工业化生产。介绍了微藻生物柴油的优势,高脂质微藻选育,以及工程微藻研究与下游生产工艺的研究现状和进展。     

微藻能源技术开发和产业化的发展思路与策略

随着石油资源的日益减少及实现低碳经济的迫切需要,微藻能源已成为世界各国重点研究与发展的战略方向。微藻能源关系国家能源重大战略储备,因此我国迫切需要自主开发微藻能源产业化技术。文中分析了我国发展微藻能源的优势,及目前微藻能源产业化中存在的瓶颈和亟待解决的问题,既包括基础科学研究内容,也包括产业化进程中亟需攻克的关键技术问题。在此基础上,提出微藻能源的发展思路和策略,指出了其产业化中的主要环节的技术发展方向,展望了产业化进程。     

利用微藻生产可再生能源研究概况

能源是现代工业的支柱,是国民经济可持续发展的动力。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危机,还可避免对环境的污染。微藻中很多种类富含油脂,可以用来生产生物柴油（脂肪酸甲酯）;另一些藻类中含有极丰富的烃类物质,化学结构与矿物油相似,提取后可加工成汽油、柴油使用;在特定条件下,绿藻和蓝藻在光合作用的同时可以产生氢气。微藻易培养,生长快,单位面积生物量大,油、烃含量高,是一类重要的生物质能源,已引起各国政府、科学家和企业家的高度关注。文中概述了利用微藻生产油脂、烃类、氢气的研究现状,探讨了利用微藻生产可再生能源存在的问题和对策,并展望了我国微藻可再生能源研究开发的发展前景。