[發明專利]一種制備黃絲藻生物油的方法及由其制備的黃絲藻生物油

有效

• 申請號: 201310034308.3
• 申請日: 2013-01-29
• 公開（公告）號: CN103960117A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 劉天中;陳林;汪輝;王俊峰;張維;高莉麗;周文俊
• 申請（專利權）人: 中國科學院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: A01G33/00
• 分類號: A01G33/00;C11B1/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 陳曉娜

技術領域

本發明涉及一種由黃絲藻制備生物油的方法以及由其制備的黃絲藻生物油，以及由所述黃絲藻生物油生產的生物柴油、航空燃油、食品、食品添加劑、飼料或餌料。本發明還涉及一種工業化培養黃絲藻的方法。

背景技術

近年來，石化燃油日趨匱乏，能源危機成為受政府及學界重視的問題。此外，石化燃油的泛濫導致空氣污染加重，影響大氣環境及人類健康。因此，可再生、碳平衡、來源廣泛的生物液體燃料開始備受關注。其中，生物柴油及生物航空燃油兩類液體燃料尤為重要。生物柴油是由生物油通過甲酯化后得到的含氧的生物燃料；生物航空燃料是生物油通過脫酸、加氫、異構等工序制備的不含氧的烷烴生物燃料。生物油是制備以上兩種液體燃料的重要原料。目前，工業上的生物油主要來源于回收油脂(餐飲廢油)、農作物油脂(棕櫚油、油茶油等)和非農作物油脂(微藻油、產油酵母油等)等。其中餐飲廢油存在來源少和收集成本高的缺點，而農作物油脂存在與人爭糧、與糧爭地的缺點，因此非農作物來源的微藻油成為最有潛力的選擇。

已經報道了幾種微藻生物油，包括小球藻(非專利文獻1)、鹽藻(非專利文獻2)、微擬綠球藻(非專利文獻3)、異養小球藻(專利文獻1)、微擬綠球藻(專利文獻2)、舟形藻(專利文獻3)、新月菱形藻(專利文獻4)等來源的生物油被作為生物柴油的原料。但是其中部分微藻生物油原料中甘油三酯含量低且含有更多極性脂和其他非脂肪酸甘油酯類的成分。比如，光合自養培養的小球藻中甘油三酯含量占18％，中性脂含量共25％(非專利文獻1)；兩種光合自養鹽藻的生物油中甘油三酯含量分別為2％和8％，總中性脂含量分別為38％和39％(非專利文獻2)，而在魚腥藻、集胞藻等藍藻油脂中幾乎不積累甘油三酯。以低甘油三酯生物油為原料的工藝中生物柴油的產率低，并且需要更復雜的除雜工藝流程以純化生物柴油產品，增高生產成本和環境風險。因此，提供一種甘油三酯含量更高的微藻生物油原料對降低微藻生物液體燃料的生產成本相當重要。

現有技術中用于生產生物油或生物燃料的微藻大多數是單細胞或幾個細胞的群體，很少有利用絲狀藻生產生物油脂的記載，其主要原因是多數研究者認為單細胞藻類易于培養。但事實上是單細胞藻類因為細胞個體小而具有以下缺點：a)難于收獲或分離；b)易被輪蟲、纖毛蟲等蟲害攝食而減產，因此其規模化生產受限制。

絲狀藻，主要是綠藻門、藍藻門、硅藻門、黃藻門中的絲狀藻屬，其藻絲大多數由幾百到幾千個細胞形成單列或具分枝的形態，其群體大小可以達到毫米或厘米級。黃絲藻是一類絲狀黃藻，自然生長于池塘、溪流等水體中。關于黃絲藻的研究記載極少，一般認為其油脂產量低、生長慢。比如Mercer等發現培養14天的同形黃絲藻油脂產量為36.8mg/L，油脂產率僅為2.63mg/L/天[非專利文獻4]。

近年來，新的培養技術的發展，尤其是新的貼壁生產技術[專利文獻5]，使絲狀藻的規模化培養成為可能。與單細胞藻培養相比，絲狀藻有其明顯的優勢。

考慮到單細胞藻在工業應用中的缺陷和新技術的發現對絲狀藻生產的促進，我們設計了生產高油脂含量黃絲藻的培養工藝和加工黃絲藻生產生物油的工藝。利用本發明的培養方法，可使黃絲藻的生物質產率最高為65g/m²/天，油脂含量最高為62％(質量分數)，生物油產率達到24.5～25.9g/m²/天。

此外，生產成本高、油脂產量低是制約微藻生物液體燃料產業化的瓶頸問題。通過經濟化、簡化生產工藝是降低生產成本的主要方式；通過篩選適宜規模化生產的藻種并優化其培養工藝也能夠顯著提高藻類生物油的產率。另外，發現并實施聯產微藻高附加值產品也能夠大大降低整個產業鏈的成本。

現有技術文獻：

非專利文獻1：Khasanova，V.M.；Gusakova，S.D.；Taubaev，T.T.，Composition of the neutral lipids of Chlorella vulgaris.Chem.Nat.Compd.1978，14(1)：37-40

非專利文獻2：Vanitha，A.；Narayan，M.S.；Murthy，K.N.C.；Ravishankar，G.A.，Comparative study of lipid composition of two halotolerant alga，Dunaliella bardawil and Dunaliella salina.Int.J.Food Sci.Nutr.2007，58(5)：373-382.