小小個頭卻「富得流油」!青島能源所利用黃絲藻製備生物柴油

2021-01-18 半島都市報

半島記者 徐傑

微藻,顧名思義,是指那些在顯微鏡下才能辨別其形態的微小藻類,但你可別小瞧它們。27日,記者從中科院青島能源所獲悉,該所微藻生物技術研究組在國際上首次發現黃絲藻,建起了國際上少有的特色絲狀藻的藻種庫。並通過基因改造黃絲藻使其細胞內含油量大大提高,可用於製備生物柴油、航空煤油,未來具有廣闊的市場發展前景。

微藻怎麼能產油?青島能源所微藻生物技術研究組副研究員汪輝告訴記者,微藻是一類在陸地、海洋分布廣泛,營養豐富、光合利用度高的自養植物,只有在顯微鏡下才能分辨其形態。「有些微藻能通過光合作用將固定在體內的碳物質轉化為油脂,這種油脂叫做三醯甘油酯。」汪輝介紹,相比其他的脂類,三醯甘油酯是製備柴油最好的原材料,與傳統化學燃料柴油相比,微藻製備的生物柴油一方面可持續,另一方面也綠色環保,燃燒後產生的硫化物等有害氣體極少。

通俗來說,微藻產油的過程與花生變成花生油的過程相似。花生需要先播種,在合適的土壤等環境中生長成熟,收穫後再提煉花生油。微藻也是如此,需要先把微藻在富含營養的水環境中培養長大,然後將微藻與水分離獲得微藻細胞,再將微藻細胞中的油脂提取出來,通過化學的方法將油脂轉化為生物柴油或航空煤油。而與花生、油菜籽等植物提取油脂相比,微藻的含油量更高、生長周期更短,微藻的培養周期只需十幾天。

當然,不是所有的微藻都可以製備生物柴油,科研人員首先要在品種繁多的微藻中篩選出產油微藻,給予微藻水分、氮磷等營養成分,使其生長成較多的生物量,並使微藻體內所含的三醯甘油酯量也增加。記者了解到,微藻產油這個課題在國際上很早就已開始研究,已形成了龐大的產油微藻家族,但開發的規模和成本仍是開發微藻產油的瓶頸。

據介紹,目前國際上比較認可的高產油率的微藻有微擬球藻、小球藻,以及青島能源所微藻生物技術研究組在國際上首次發現的黃絲藻等。「這種黃絲藻是我們幾年前發現,它適應環境的能力非常強,高溫、高寒環境中都能生長。」汪輝告訴記者,黃絲藻收穫比較簡單,其他微藻收穫時往往使用高速離心的方式,耗能較高,而黃絲藻使用簡單的人為過濾裝置即可分離收穫,培養和產出的成本較低。「目前,我們已在藻種改造、培養、油脂提煉等環節形成了完備的鏈條,並建起了國際上少有的特色絲狀藻的藻種庫。」汪輝說。

根據研究,黃絲藻在不通過基因改造的狀態下,成熟期的含油量能超過60%,微藻生物技術研究組目前正對其進行基因改造,以進一步提高黃絲藻的固碳效率和生長生物量。微藻有60%的含油量是個什麼概念呢?汪輝舉例說,這意味著1公斤的微藻就能提取出0.6公斤的油脂,再通過化學催化,就能轉化為0.6公斤生物柴油或航空煤油,未來市場應用的前景非常廣闊。而在提煉油脂之後,微藻的利用價值並未結束,其剩下的是富含蛋白、糖類物質的藻渣,還可以用於飼料添加。

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