[发明专利]一种强化微藻固碳与甘油三酯积累的方法

说明书

本发明公开了一种强化微藻固碳及甘油三酯积累的方法，涉及微藻培养、微藻固碳以及微藻生物柴油领域。本发明主要是将体积分数为5％CO₂气体作为唯一碳源，向微藻培养液中添加具有固碳效果与促进光合作用的聚乙二醇溶液以及具有固碳作用的单乙醇胺溶液，该方法显著提高了微藻培养液中溶解性无机碳的浓度，微藻固碳效率，以及提升微藻生物量产率和甘油三酯含量。本发明提供聚乙二醇的主要作用是提高CO₂从气相到液相传质速率，提供单乙醇胺主要作用是提高微藻培养液对CO₂气体固定效率，继而为微藻生长和甘油三酯积累提供充足碳源。

技术领域

本发明属于微藻培养领域，具体涉及一种强化微藻固碳及甘油三酯积累的方法，尤其涉及通过物理-化学吸收与生物利用CO₂的方法。

背景技术

微藻固碳技术是利用微藻细胞将大量二氧化碳转化为生物质的过程。微藻作为可以进行固碳的生物之一，具有光合速率高、繁殖快、适应环境能力强等优点，相当于森林固碳能力的10～50倍。每年由微藻光合作用固定的二氧化碳占全球二氧化碳固定量的40％。但是，CO₂在微藻固碳仍然存在一些技术瓶颈，如低浓度CO₂气体在水中溶解度低以及微藻光合效率有限。

目前，化学吸收法因其具有较高的CO₂捕集效率而备受关注。其中，最常见的化学吸收剂包括醇胺溶液、氨水、热苛性钠、氨基酸盐等。近几年来，醇胺类化合物由于其具有优异的吸收活性以及高效的CO₂脱除效率在强化微藻固碳领域逐渐兴起。文献(KIM G,C HOIW,LEE C,et al.Enhancement of dissolved inorganic carbon and carbon fixationby green alga Scenedesmus sp.in the presence of alkanolamine CO₂ absorbents[J].Biochemica l Engineering Journal,2013,78:18-23.)在柱状光生物反应器中通入二氧化碳培养绿藻Sce nedesmus sp.时，通过向微藻培养液中添加单乙醇胺(MEA)，MEA与通入的CO₂发生化学反应生成R-NHCOO-，提高了微藻培养液中的总无机碳浓度，随着微藻细胞对培养液中碳源的消耗，R-NHCOO-会逐渐解离出CO₂，进一步提供微藻细胞所需碳源。虽然该方法可以提高培养液中总无机碳源浓度，但高浓度单乙醇胺会生成氨基甲酸酯中间体对微藻细胞有毒害作用，进而降低微藻生物产率。