青岛能源所在高温发酵褐藻产醇研究中取得进展

Defluviitalea phaphyphila发酵海带后,细胞结构的变化(ABE为发酵前的细胞壁和细胞,CDF为发酵后)

我国是世界上最大的海藻养殖国,占世界人工养殖的72%。常见的褐藻如海带,生物量巨大,其糖类物质的含量可以达到干重的67%,主要是褐藻胶(alginate)、海带多糖(laminaran)和甘露醇(mannitol)等。发展大藻生物质能源具有很多方面的优势,如光合作用效率高、生长速度快、生物产量大,不需淡水、不与粮争地、可充分利用近海海洋资源,糖类物质丰富且不含木质素等难利用组分,可减轻二氧化碳和近海过营养化等环境问题。因此在继纤维素乙醇、微藻产油等概念的提出和发展后,大藻生物质以其独特的优势成为生物能源转化发展的新突破点。

Defluviitalea phaphyphila发酵海带后,细胞结构的变化(ABE为发酵前的细胞壁和细胞,CDF为发酵后)
Defluviitalea phaphyphila发酵海带后,细胞结构的变化(ABE为发酵前的细胞壁和细胞,CDF为发酵后)

褐藻发酵产液体燃料技术是大藻生物能源发展的重要方向,但存在糖成分复杂、难以被已知的微生物转化等技术屏障。野生菌中尚未发现能同时发酵褐藻的主要成分的菌株。中国科学院青岛生物能源与过程研究所微生物资源团队近年来在近海沉积物挖掘了大量新颖的嗜热厌氧微生物资源。利用褐藻生物质为底物在高温条件下富集获得了一个高效发酵褐藻产醇的菌群,菌群的代表性菌株鉴定为新种Defluviitalea phaphyphila。该菌对褐藻三种主要成分的乙醇产率分别达到0.47 g/g-mannitol, 0.44 g/g-glucose和0.3 g/g-alginate,接近理论产率。更重要的是该菌株能够同时发酵三种不同氧化还原力的底物,有效平衡了褐藻厌氧发酵中氧化还原力不平衡的难题。经过72小时褐藻发酵该菌株可以产生10 g/L的乙醇,乙醇的产率高达0.25 g/g-生物质,该乙醇产量在嗜热野生乙发酵菌株中极为罕见。以上研究近期发表在Biotechnology for Biofuels上,主要由该团队副研究员冀世奇完成。论文发表后,受到Green Car Congress, EBSCO Information Service, Advanced Biofuel USA等网站及媒体推介。该研究对我国发展褐藻生物转化产业具有重要意义。

上述研究获得了国家自然科学基金、山东省杰出青年基金、所长创新基金等支持。

Related Posts

Infographic showing three organisms (C. reinhardtii, Haematococcus pluvialis, Chlorella) used in biotechnology to express vaccine components, with labeled pathways and end products like oral vaccines and malaria vaccine. Read More

微藻作为生物医学领域的新型药物递送系统

微藻因结构特殊、易功能化,成为生物医学领域极具潜力的天然药物递送材料。其生物相容性好,可规避传统递送系统毒性大、易引发免疫排斥等问题,在缺氧相关疾病治疗中优势显著。本文综述微藻药物递送系统研究进展,介绍其表面改性、靶向定位等优化策略。随着研究深入与培养成本降低,该系统有望实现临床应用,为疾病治疗提供新方案。 微藻在生物医学领域的应用前景如何? 微藻药物递送系统的研究进展如何? 微藻药物递送系统的优化策略有哪些? …

Light-mield micrograph showing many small, round cells dispersed in a pale background, likely yeast or similar microorganisms in suspension. Read More

警惕!水里的“绿漆怪”铜绿微囊藻:既是“抱团高手”,也是“隐形毒刺客”

夏天一到,公园的池塘、郊外的湖泊,常常会出现一层绿油油、黏糊糊的浮膜,远远看去像泼了一层油漆,凑近还会闻到一股淡淡的腥臭味,让人忍不住皱起眉头。这层“绿油漆”的幕后黑手,就是淡水蓝藻家族里的“常客”——铜绿微囊藻。它个头小到离谱,单个细胞直径只有3-7微米,比一根头发丝的百分之一还细,肉眼根本看不见,但架不住它“爱抱团”,成千上万的细胞聚在一起,形成橄榄绿色的小团块,成熟后会变成中空的“小囊泡”, […]…

Read More

机器学习巧提藻蛋白:GRAS 微藻理化特性及可持续食品应用研究

微藻是极具潜力的可持续蛋白质来源,其应用受细胞包膜顽固、提取质量损失限制。本研究聚焦GRAS认证微藻,采用超声辅助碱性提取技术并优化工艺,借助机器学习提升提取精准度。提取的微藻蛋白结构完整、含量丰富,功能受pH值影响且物种特异性明显,该技术节能高效,为其在可持续食品中的应用提供支撑。…