微藻中生物柴油的提取與分析.pdf

1、微藻生物柴油是一種具有良好應(yīng)用前景的生物技術(shù)，在能源緊缺的現(xiàn)代社會(huì)提供了越來(lái)越廣的應(yīng)用范圍。目前的研究主要集中在高產(chǎn)油率的藻類培育、油脂提取和酯化方法的優(yōu)化以及藻類油脂含量的定性定量分析。然而，由于藻類生長(zhǎng)的復(fù)雜特性，其生長(zhǎng)和油脂含量隨環(huán)境因素和操作條件的影響變化很大，因此需要更完善和系統(tǒng)的研究。本文主要從營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)微藻生長(zhǎng)的影響、微藻直接酯交換法和微藻中油脂的原位熒光分析三個(gè)方面進(jìn)行了探討。具體內(nèi)容如下:
　　 (1)對(duì)乙酰氯

2、直接酯交換法進(jìn)行優(yōu)化，并將其應(yīng)用到自養(yǎng)以及異樣小球藻中提取生物柴油。選取C17:0-TAG、C6H5COONa和C13:0三種物質(zhì)作為內(nèi)標(biāo)進(jìn)行研究，結(jié)果表明C17:0-TAG是最合適的內(nèi)標(biāo)，可能原因是其與微藻中油脂的種類一致。直接酯交換法的最優(yōu)反應(yīng)參數(shù):80mL溶劑/g干藻粉，乙酰氯/甲醇=1/9(v/v)，80℃下反應(yīng)45 min。需要注意的是，無(wú)論將優(yōu)化后的方法用于自養(yǎng)還是異樣小球藻，其脂肪酸甲酯(FAMEs)的產(chǎn)量隨反應(yīng)條件的變化

3、不超過(guò)5％。同時(shí)，由于微藻中油脂的種類是類似的，因此優(yōu)化后的直接酯交換法能夠適用于任何種類的微藻中生物柴油的提取。
　　 (2)實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)油量微藻的成功分離是微藻生物柴油商業(yè)化的一個(gè)關(guān)鍵步驟。熒光原位分析法是一種原位、快速的分析微藻中油脂的方法，并且已經(jīng)成功應(yīng)用到特定種類的微藻細(xì)胞中，但是對(duì)于那些細(xì)胞壁較厚、較堅(jiān)硬的微藻（例如小球藻）卻無(wú)能為力。因此，實(shí)驗(yàn)從反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、染料的用量以及微藻細(xì)胞的濃度等方面進(jìn)行優(yōu)化。研究發(fā)現(xiàn)，

4、細(xì)胞中中性脂的激發(fā)波長(zhǎng)為525 nm，發(fā)射波長(zhǎng)為580 nm。使用優(yōu)化后的原位熒光分析法，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)加入法繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)性為0.95。盡管優(yōu)化后的熒光分析方法對(duì)于中性脂和極性脂的檢測(cè)限可以達(dá)到2 ppm，但是該方法用于小球藻中中性脂的定量分析還是有一定的局限性。
　　 (3)營(yíng)養(yǎng)元素對(duì)于微藻的生長(zhǎng)起著至關(guān)重要的作用。為了考察培養(yǎng)基中氮磷含量對(duì)于斜生柵藻產(chǎn)油量的影響，實(shí)驗(yàn)采用了五種不同氮磷含量的培養(yǎng)基，并定時(shí)檢測(cè)培養(yǎng)基中氮磷含量

5、、微生物生物量以及產(chǎn)油量。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示:氮缺乏磷充足的培養(yǎng)條件下柵藻的生物量與對(duì)照組（氮磷充足）基本相同，但是FAMEs產(chǎn)率高達(dá)16.86 mg/L/day，而對(duì)照組的僅為8.87 mg/L/day;氮缺乏磷缺乏的培養(yǎng)條件下柵藻的生物量最低，F(xiàn)AMEs產(chǎn)率僅為5.51 mg/L/day。本實(shí)驗(yàn)證明了培養(yǎng)基中氮磷含量對(duì)于柵藻中油脂的積累有很大的影響，氨缺乏磷充足條件下柵藻的產(chǎn)油率最高，同時(shí)柵藻有嗜磷的現(xiàn)象，這還可以將柵藻產(chǎn)油與廢水中磷的去