微藻酶的潜在生物技术应用
2021-08-10高保燕于博涵方云明张成武
生物加工过程 2021年4期
关键词:生物
高保燕,于博涵,张 虎,方云明,张成武
(1. 暨南大学 生命科学技术学院 生态学系 水生生物研究中心,广东 广州 510632;2.北京化工大学 化工系 生物炼制国家能源研发中心,北京 100029)
微藻是一类形态大小各异、能利用太阳能、固定CO2、吸收无机营养盐转化为有机物的光合低等生物,它们分布于各种生境,如淡水、咸水、海水以及潮湿的土壤或岩石表面,一些嗜极端环境的微藻可生活于高温温泉、雪地、冰川,甚至酸性、碱性或高盐环境[1]。微藻种类繁多,估计有十万多种,而已知微藻的数量仅占1%,具有巨大的待开发潜力[2]。其中,许多微藻在适宜的环境条件下表现出高生长速率和高生物质产量,这一特性已被用于生物柴油、生物乙醇、生物制氢和生物沼气等生物衍生产品的生产[3]。与第一代生物燃料原料相比,尽管微藻的单位面积生产力更高,但如果没有高价值的副产品,其生产无法实现经济可持续性。因此,为了提高微藻能源的经济可持续性,需要在生物炼制方案下提高生物质的利用率,最大限度地挖掘生物质中的潜在价值。
微藻除了作为生物能源的原料,还可以用来生产高附加值的产品,例如,叶绿素、β-胡萝卜素、虾青素、藻蓝蛋白和ω-3不饱和脂肪酸等[2]。微藻还有许多潜在商业应用:如在造纸工业中作为纤维聚合物复合材料和填充材料[4],化妆品制剂[5],土壤修复和动物饲料的添加剂[6]以及必需氨基酸,脂质(甘油三酯、甘油二酯、磷脂和糖脂)和烯烃[7]等的来源。此外,微藻能有效吸附和回收重金属、吸收利用废水中的氮和磷,因此,可用于废水处理过程[8]。……
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