[发明专利]栅藻(DESMODESMUSSP.)及其在合成油脂及生质燃料上的应用

说明书

技术领域

本发明涉及新颖的栅藻(Desmodesmus sp.)分离株，所述分离株可产生高量的三酸甘油酯及C16～C18脂肪酸，且具有高效的固碳作用，故所述分离株可作为生产健康油脂及生质柴油的原料，还可应用于二氧化碳的减量。

背景技术

微藻(microalgae)属于一种单细胞藻类，其分布范围非常广泛，在淡水、海洋或潮湿的土壤中都可发现其踪迹，其生长形式包括单独生长、链状或是团状生长(瑟曼H.V.及伯顿E.A.,海洋学导论,普伦蒂斯·霍尔,新泽西,1997(Thurman H.V.&Burton E.A.,Introductory Oceanography,Prentice Hall,New Jersey,1997))。根据不同的微藻物种，其尺寸范围可从几微米(μm)到几百微米。微藻能够行光合作用，吸收二氧化碳，产生大气中一半的氧气量，对地球上的生命至关重要。微藻的生物多样性非常复杂，无论是以基础研究或是开发的角度而言，微藻为一个几乎未积极开发的资源。据估计，地球上大约有20-80万种微藻，其中已发现并有记录的仅有5万种(博罗维茨卡M.A.,微藻类的商业化生产：池塘、槽、管及发酵罐,生物技术杂志,1999,70:313-321(Borowitzka M.A.,Commercial production of microalgae:ponds,tanks,tubes and fermenters.,Journal of biotechnology,1999,70:313-321))。大多数微藻所产生的化合物包括类胡萝卜素、抗氧化剂、脂肪酸、酶、聚合物、胜肽、藻毒素及固醇类等，目前已有超过1.5万个新化合物是从微藻藻体萃取后经化学分析确认(汤普森P.A.,哈里森P.J.及怀特J.N.,照射对浮游植物1的脂肪酸组成的影响,藻类学杂志,1990,26:278-288(Thompson P.A.,Harrison P.J.&Whyte J.N.,Influence of irradiance on the fatty acid composition of phytoplankton1.,Journal of Phycology,1990,26:278-288))。

脂质是微藻的次级代谢产物，具有保持细胞膜通透性的功能，以及因应环境变化作为细胞讯息传递途径的功能。微藻细胞所能生产的油脂量与组成会因周遭环境而产生变化(汤普森P.A.,哈里森P.J.及怀特J.N.,照射对浮游植物1的脂肪酸组成的影响,藻类学杂志,1990,26:278-288(Thompson P.A.,Harrison P.J.&Whyte J.N.,Influence of irradiance on the fatty acid composition of phytoplankton1.,Journal of Phycology,1990,26:278-288)；及博罗维茨卡M.A.,微藻类的商业化生产：池塘、槽、管及发酵罐,生物技术杂志,1999,70:313-321)。当环境条件不利于微藻细胞生长时，微藻藻体所吸收的碳将转变成油脂的能量形式储存起来，而其油脂含量、组成及所含各种脂肪酸比例也会根据培养环境条件，包括光强度、生长阶段、光周期、温度、盐度、二氧化碳浓度、氮及磷浓度等，而有所不同(邓斯坦G.等人,在大量培养中生长的三种微藻类的多不饱和脂肪酸含量的脂质组成及最大化的变化,应用藻类学杂志,1993,5:71-83(Dunstan G.et al.,Changes in the lipid composition and maximisation of the polyunsaturated fatty acid content of three microalgae grown in mass culture.,Journal of Applied Phycology,1993,5:71-83)；及吴H.,等人,使用单细胞拉曼光谱学的活体内脂质组学,美国国家科学院院刊,2011,108:3809-3814(Wu H.,et al.,In vivo lipidomics using single-cell Raman spectroscopy.,Proceedings of the National Academy of Sciences,2011,108:3809-3814))。一般而言，微藻富含三酸甘油酯(triacylglycerol，TG)、双酸甘油酯、磷脂、醣脂、碳氢化合物及其它脂类，依照微藻种类及培养条件不同，其微藻含油总量可占藻体干重的1到90％(w/w)(斯波劳雷P.,等人,微藻类的商业应用,.生物科学及生物工程杂志,2006,101:87-96(Spolaore P.,et al.,Commercial applications of microalgae,.Journal of bioscience and bioengineering,2006,101:87-96)；及契斯堤Y.,来自微藻类的生质柴油,生物技术进展,2007,25:294-306(Chisti Y.,Biodiesel from microalgae.,Biotechnology advances,2007,25:294-306))。有研究报告指出微藻产生的油脂量及油脂组成因随其藻种的不同，而可作为鉴别藻种的参考依据(伯格伦德O.,等人,湖泊营养对浮游生物食物网中的脂质含量及PCB浓度的影响,生态学,2001,82:1078-1088(Berglund O.,et al.,The effect of lake trophy on lipid content and PCB concentrations in planktonic food webs.,Ecology,2001,82:1078-1088))。