研究人员培育用于生产生物燃料的微藻

巴西坎皮纳斯州立大学(UNICAMP)的一组研究人员在实验室的受控条件下培育了微藻，以利用它们的代谢物，尤其是脂质，主要目的是生产生物燃料。该研究发表在《生物质转化与生物精炼》杂志上的一篇文章中。

“除了获得可用于化妆品的产品外，还可以提取蛋白质和碳水化合物并将它们用作食物，例如β-胡萝卜素和其他有价值的化合物，包括天然蓝色色素藻蓝蛋白，”LuisaFernandaRíos说，文章的第二作者。她补充说，海洋和河流的颜色通常主要是由于微藻的存在，微藻可以是蓝色、绿色或棕色。

Ríos和她的合著者都隶属于UNICAMP化学工程学院(FEQ)的优化、设计和高级控制实验室(LOPCA)。最后一位作者是LeonardoVasconcelosFregolente。第一位是比安卡·拉莫斯·埃斯特万。另一位合著者是RubensMacielFilho。

该研究分析了微藻Botryococcusterribilis的生长和生产力，比较了它在封闭和开放系统中的行为。封闭系统与环境没有空气交换，条件可以严格控制，包括光生物反应器。开放系统包括水道——微藻、水和养分循环以及空气与环境交换的浅人工池塘或通道。

根据该文章，提取并量化了蛋白质、碳水化合物、脂质、色素和碳氢化合物。这是第一次对从B.terribilis中提取的碳氢化合物进行表征。“关于B.terribilis栽培的研究具有很大的经济和环境相关性，但在文献中几乎没有涉及，”作者说。

“微藻是最古老的微生物，产生了我们呼吸的氧气的50%，”里奥斯说。“微藻和真菌共同创造了我们今天所知的植物有机物。”

像植物一样，微藻通过光合作用生长，将大气中的二氧化碳、水和阳光转化为能量，并产生氧气作为副产品。产生的代谢物包括蛋白质、碳水化合物和脂质，以及少量的类胡萝卜素、叶绿素和维生素。

石油的成分中还含有沉积在海床和地下深处的微藻类。“想象一下这些生物体的细胞中有许多重要的东西，”拥有博士学位的里奥斯说。来自UNICAMP的化学工程专业。

压力作为一种策略

微藻是单细胞的，通过有丝分裂繁殖：每个细胞分裂成两个相同的子细胞，导致指数倍增。“我们在实验室中培养微藻以利用其细胞中的所有这些生物化合物。为此我们必须杀死它们，但这不是问题，因为它们生长非常快并且总是很丰富，”里奥斯说。

B.terribilis油适用于生物燃料合成，因为它们由长链碳氢化合物以及大量饱和和单不饱和脂肪酸组成。该研究有助于填补这些微藻的培养、压力和组成方面的信息空白，支持与培养参数和生物精炼应用相关的决策。

在这种情况下，压力意味着缺乏关键的生长营养素，如磷或氮。“当生物体感觉到缺乏这些营养素时，它开始积累脂质以生存。我们利用这种能力作为一种策略来积累感兴趣的代谢物。换句话说，我们通过消除所需的营养素来强调生物体用于生长。与此同时，由于它生长得更慢，蛋白质和碳水化合物等其他代谢物的比例下降。确定感兴趣的化合物并确保实现研究的正确平衡非常重要，”Ríos说。

压力使脂质和碳氢化合物的产量分别增加了49%和29%，但蛋白质占总成分的比例从32%下降到26%。碳水化合物(占总量的15%)和色素(0.41%-0.86%)的比例在受压和不受压的生长中相似。