《利用微藻聯產生物柴油和蝦青素的研究》是依託中山大學，由彭娟擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：利用微藻聯產生物柴油和蝦青素的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：彭娟
- 依託單位：中山大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
微藻油脂是優良的生物柴油原料，降低其大規模培養的成本是當前開發微藻生物柴油的熱點問題。通過藻種選育和基於藻種的培養技術的最佳化來降低產油微藻的成本，是微藻產油技術開發所面臨的核心難題。本項目以小球藻Chlorella zofingiensis 為研究對象，擬通過誘變育種篩選該藻的油脂和蝦青素高產突變株，並採用高密度混養方式培養該藻，高產率生產用於製造生物柴油的油脂和具有顯著著色能力和藥理活性的高附加值產品蝦青素。通過對C. zofingiensis的最適培養條件、藻細胞生理生化特性以及代謝產物的研究，搞清影響藻細胞快速生長與大量積累油脂和蝦青素的關鍵因素；闡明藻細胞的油脂積累機理和模式及其與蝦青素生物合成之間的關係；採用最佳化的混養培養基，在促進C. zofingiensis 快速生長的同時，實現油脂和蝦青素的高產量聯產，為解決其大規模培養的高成本問題提供新的思路和可能的途徑。
結題摘要
生物柴油因其環保可再生性而具有廣闊的前景，但原料不足是限制其大規模發展的瓶頸。微藻因其生長快速、油脂含量高、富含高附加值產品等特點成為了極具潛力的生物柴油原料。降低其大規模培養的成本是當前開發微藻生物柴油的熱點問題。本項目以小球藻Chlorella zofingiensis為研究對象，通過添加不同種類和濃度的有機碳源異養培養該藻，跟蹤測定了培養期間該藻的生物量及培養基中有機碳源的消耗情況，分析測定了該藻的各脂肪酸組分、色素組分，探究了影響藻類生長的重要營養元素碳對該藻生長、蝦青素等類胡蘿蔔素及脂肪酸生物合成的影響，最佳化了利於該藻生長及脂肪酸和蝦青素積累的碳源和最適濃度；探討了該藻中蝦青素和脂肪酸合成途徑中關鍵酶基因的表達調控機制，並對該藻進行了轉錄組高通量測序分析。主要研究結果如下： 1.葡萄糖有利於小球藻C. zofingiensis的生長，並獲得了11.75g/L的最大細胞乾重和0.57d-1的比生長速率。添加1%-6%的甘油沒有顯著提高該藻的生物量。 2.建立了快速準確分析測定該藻中脂肪酸的氣相色譜方法；添加不同有機碳源異養培養時，小球藻C. zofingiensis積累的脂肪酸組分較一致，主要為C16和C18系脂肪酸；葡萄糖比甘油更有利於該藻脂肪酸的積累，添加30 g/L葡萄糖時獲得了最高總脂肪酸含量，其飽和度為1.78，具有作為生產生物柴油原料的潛力。 3、建立了快速準確測定該藻中色素的HPLC分析方法，尤其是分離、測定該藻中游離蝦青素和蝦青素酯。小球藻C. zofingiensis積累的類胡蘿蔔素主要包括蝦青素、角黃質、β-胡蘿蔔素和玉米黃質。添加30g/L葡萄糖培養時該藻蝦青素含量最高，達到1.84 mg/g。添加1%-6%的甘油均沒有顯著提高該藻的蝦青素含量。 4、該藻中蝦青素的生物合成依賴脂肪酸的生物合成，該藻中蝦青素主要以二酯的形式存在； 5、轉錄組高通量測序獲得了樣品間的495個顯著表達上調基因和889個下調基因，並獲得了最顯著富集的5個分子功能及顯著富集的代謝通路。 綜上所述，該藻中蝦青素和脂肪酸的生物合成具有正相關性，添加30 g/L葡萄糖時該藻的總脂肪酸含量和蝦青素含量均達到最大值，表明該藻具備聯產生物柴油和高價值蝦青素的潛力，可為解決其大規模培養的高成本問題提供新的思路和可能的途徑。
