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。     

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。     

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。     

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。     

产棕榈油酸酵母菌的分离和鉴定

1992年分离到一株高产棕榈油酸的酵母菌。该菌株产油脂量为菌体干重的32.06％,棕榈油酸占油脂总量的52.14％,经初步鉴定认为是一株酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae。     

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。     

超长链单不饱和脂肪酸的生物合成和代谢工程

超长链单不饱和脂肪酸(Very long chain monounsaturated fatty acid,VLCMFA)是指主碳链上碳原子数大于或等于20,有且只有一个不饱和双键的脂肪酸。VLCMFA较多的存在于各种油料植物及少数微藻中,目前发现的有鳕油酸(C20∶1)、芥酸(C22∶1)、神经酸(C24∶1)和西门木烯酸(C26∶1)。VLCMFA具有独特的工业用途和潜在药用保健功效。主要综述VLCMFA的生物合成和代谢工程研究进展,旨为应用开发提供参考。     

利用废水培养微藻的研究进展

微藻被认为是一种有潜力的、可被开发为再生能源的重要生物材料。一些微藻种类具有较强的异养和混养能力,能直接利用有机物作为碳源。工农业生产和城市生活中所排放的废水中通常含有大量的有机碳、氮、磷等营养物质。利用废水培养微藻,一方面可以将废水中的碳、氮、磷等营养物质转化为具有更高价值的微藻生物质,另一方面又可实现废水的净化和营养物质的再利用。本综述了不同种类废水的特点,讨论了两类微藻培养模式的优劣,同时还探讨了微藻对营养元素的利用,并总结了微藻培养需突破的瓶颈。     

酸驯化和紫外诱导提高微藻耐酸性

应用微藻固定烟道气CO2既可减排又能生产高值生物基产品,但是,烟道气高浓度CO2和氮硫氧化物导致培养液过度酸化、抑制微藻生长。通过建立微藻抗性驯化简易方法,以期提高微藻耐酸性和在低p H条件下的起始生长速率。经过酸驯化和紫外诱导叠加处理后的栅藻(Scenedesmus),在酸性环境下生长初期的平均生长速率达到0.253 g/(d·L),明显高于单因子处理的p H4.5酸驯化(0.132 g/(d·L))和紫外诱导5 min(0.092 g/(d·L))的生长速率。经过驯化处理的种子藻在p H3的酸性环境中可以正常生长,而未驯化微藻生长近乎停滞。经过驯化处理的种子藻接入低p H培养基后起始生长速率比未驯化微藻提高6.6倍。酸驯化和紫外诱导处理显著提高了栅藻对低p H环境的耐受性。     

原生质体融合技术构建棕榈油酸高产酵母菌株

采用原生质体融合技术进行产棕榈油酸酵母Saccharomy cescerevisiaeNo.12.926和产脂酵母RhodotorulaNo.12.908的融合研究,获得了棕榈油酸高产酵母工程菌株。实验结果表明,原生质体形成的最佳条件为:对数期酵母No.12.926和No.12.908用2%蜗牛酶于30℃分别酶解1.5和2h。在最佳条件下,酵母No.12.926和No.12.908原生质体形成率分别为94%和80%,再生率分别为75%和60%。原生质体融合由聚乙二醇诱导。将得到的融合子进行多次传代培养优选,获得了遗传性状稳定的融合菌株。融合子的生物量为亲株的两倍多,其细胞形态和菌落颜色与亲株有差别。产脂和产棕榈油酸分析表明,融合子的产脂量为菌体干重的48.53%,其中棕榈油酸占油脂总量的47.29%,为菌体干重的22.95%。     

利用絮凝进行微藻采收的研究进展

微藻可生产不饱和脂肪酸及色素等多种高附加值产品,同时也可用来生产可再生清洁能源如生物柴油等,具有良好的应用前景。但是,目前微藻细胞的采收成本高居不下,已成为限制微藻生物技术大规模应用的重要因素之一。与其他方法相比,絮凝采收成本低、操作简便,是很有应用前景的采收方法。本文综述了国内外利用化学絮凝、物理絮凝及生物絮凝等方法对不同微藻细胞进行采收的研究,重点对生物絮凝方法进行了总结。利用微生物絮凝剂及微藻细胞的自絮凝进行微藻生物量的回收,是微藻采收技术中环境友好、低成本和行之有效的新方法之一。     

污水清洁工——微藻

作为环境污染的重要组成部分,水污染始终是人类生存与发展所要面临的重大问题.未经处理的污水大量排放进入水体,会使氮磷等污染物在水体中大量积累,引起藻类及其他浮游生物过度繁殖,水体溶解氧含量下降,水质恶化,威胁水生生物的生存,甚至会造成水生生态系统功能的退化.因此,开发经济高效的污水处理技术已成为水环境保护领域的研究重点.     

利用废弃物发酵法生产聚羟基烷酸PHAs

聚羟基烷酸(PHAs)是一种可降解聚合物,与石化塑料相比它具有生物降解性及生物相容性等优点,在不久的将来必然有广阔的应用前景。生产PHAs的主要方法是发酵法,在过去的几十年里传统的深层发酵法生产PHAs的工艺已经得到深入的研究,近些年固态发酵法生产PHAs也吸引了越来越多研究者的关注。     

微藻油脂生产的现状和发展

随着社会生产力的提高,对油脂在"用"和"吃"的方面的需求也越大。如何获取更高产和更优质的油脂是各国研究人员都在思考和探讨的问题。本文探讨和归纳总结了国内外微藻生产油脂的菌种特点、培养方法及油脂提取加工等最新研究成果及其优缺点。     

H3K4me3过程与单不饱和脂肪酸——寿命延长新机制

<正>表观遗传学发现,在DNA序列无变化情况下,细胞亦可发生一些可被遗传的调控过程,如:DNA甲基化;组蛋白甲基化、乙酰化、磷酸化、及泛素化等。这些因素广泛参与调节机体功能。最近,美国斯坦福大学Anne Brunet团队发现:表观遗传因素密切参与脂肪代谢调控,并可由此影响寿命长度。该成果于2017年4月发表于自然杂志。     

利用烟道气培养微藻的机制与应用

微藻生物柴油是唯一有潜力代替传统化石燃料解决交通用油问题的可再生生物能源,但其产业化主要受到微藻培养高成本的制约。工业废气(烟道气)不仅含有大量CO2,还含有硫氧化物(SOx)和氮氧化物(NOx)。因此,利用烟道气培养产油微藻既可以降低微藻生物柴油的生产成本,又可以减少温室气体和污染气体的排放。综述了微藻液体悬浮培养系统吸收、转化CO2、SOX和NOx的机理和利用烟道气培养微藻的研究与实践,基于微藻细胞具有高效吸收、转化CO2、SO2和NOx的能力,提出了建立微藻产油、固碳、脱硫、除硝一体化模式来帮助解决当前能源和环境问题的设想。     

利用饵料微藻表达抗菌肽及其初步应用

为了解抗菌肽在饵料微藻中表达后的抗菌特性,构建海洋微拟球藻(Nannochloropsis oceanica)、湖泊微拟球藻(N.limnetica)和三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)的抗菌肽(源自虹鳟,Cath-1a)表达质粒,分别转化相应的微藻,检测转化子中抗菌肽的表达量和体外抑菌效果,将藻株作为鱼饲料添加剂喂食斑马鱼,初步分析了抗菌肽及藻体自身的岩藻黄素和多不饱和脂肪酸对鱼免疫系统的影响。结果表明,外源抗菌肽在3种微藻中均可以成功表达,体外抑菌试验表明,仅三角褐指藻对水产领域常见致病菌爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)有一定的抑菌效果,然而抗菌肽的表达并未使3种藻株的体外抑菌性增加。添加藻粉对斑马鱼的生长无明显影响,通过检测鱼体肝脏中与抗氧化和免疫相关基因的表达水平及丙二醛的含量,表明添加藻粉可增强斑马鱼的抗氧化和抗炎症能力,表达抗菌肽(PtC组)能进一步提高斑马鱼的免疫力。另外,添加Pt6(富含岩藻黄素)藻粉组比添加PtC的抗炎效果更显著,表明三角褐指藻中的岩藻黄素和二十碳五烯酸对增强鱼的抗病能力具有潜在作用。     

运动结合单不饱和脂肪酸摄入对大鼠胰岛素抵抗的影响

目的:通过观察运动结合单不饱和脂肪酸对SD大鼠胰岛素抵抗的影响,为糖尿病患者科学合理饮食及运动提供理论依据。方法:将SD大鼠随机分为空白对照组(C组)、饱和脂肪酸组(S组)、单不饱和脂肪酸膳食组(M组)、单不饱和脂肪酸+运动组(ME组),分别观察体重、体脂、血糖、空腹胰岛素(FINS)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、内脏脂肪素(visfatin)的变化。结果:与C组相比,S组体重、体脂均增加(P0.01),血糖、FINS、TG、TC升高(P0.01),visfatin降低(P0.05);与S组相比,M组体重及体脂无明显变化,但ME组体重及体脂相比S组及M组均有降低(P0.05),M组及ME组血糖、FINS下降,TG、TC降低(P0.01),LDL-C的水平下降(P0.01),visfatin的水平升高(P0.01),并且ME组血糖、FINS、TG、TC、LDL-C的水平低于M组(P0.05),而血浆visfatin的水平则明显高于M组(P0.05)。结论:与饱和脂肪酸饮食相比,运动及单不饱和脂肪酸饮食共同干预可以明显改善大鼠的胰岛素抵抗,并且变化的机制可能与内脏脂肪素的降低有关。     

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。     

经济微藻高密度培养技术及其生物资源化利用

经济微藻富含不饱和脂肪酸、蛋白质、碳水化合物等多种生物活性物质, 可以应用于食品加工业、水产养殖业、医药与美容业、废水处理环保业和生物能源业等各行业。开发和利用微藻生物资源将是解决人类能源需求的重要途径, 微藻产业化的发展进程与社会经济、生态环境和人类健康有密切的关系。微藻高密度培养是提高微藻生物质产量和活性代谢产物, 发展生物质能源的关键环节。论文综述了微藻的社会经济价值, 指出了其在能源、食品、水产等行业的重要作用; 介绍了开放式培养和封闭式培养的两大类技术体系, 比较分析了柱状光反应器、平板光反应器和管状光反应器的特点; 概括了影响经济微藻生长和油脂含量的主要因素, 包括光照、温度、pH、营养元素等, 最后展望了经济微藻培养及其生物资源化利用的前景。