[发明专利]一种综合评价微藻产油能力的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物燃料领域，涉及一种综合评价微藻产油能力的方法。

背景技术

近年来，随着化石能源的日益枯竭，寻求一种绿色的可持续新能源成为全球关注的问题。而生物柴油作为一种可再生的环保的新能源已成为各国普遍关注的焦点之一。其中微藻因为具有不占用耕地，生长快速，容易培养，含有量高，品种丰富等特点成为当前生物柴油领域研究的热点。利用藻类生产生物柴油，对缓解人类面临的粮食、能源、环境三大危机，有着巨大的潜力，同时对于减少生产生活中对石油的依赖、保证国家能源安全具有深远意义。目前，微藻制备生物柴油的研究主要集中在以下几个方面：藻种分离与筛选、藻类培养、收获和脱水、油脂提取技术、藻类生物燃料转化技术。然而成本过高一直是生物柴油产业化发展的瓶颈问题，最有效的解决方式是从降低原料成本入手，分离筛选生长速度快、油脂含量高、油质质量好的优质藻种成为从源头上降低生物柴油产品成本的重中之重。中国专利公开号CN 101624615A公开了一种快速筛选高油脂含量微藻种质的方法。但是，上述专利仅对油脂含量进行半定量测定，且未对藻种油质质量进一步评价。作为柴油的替代燃料生物柴油应当满足柴油的使用要求才能保证其作为燃料使用，因此评价生物柴油是否可以作为柴油的替代燃料首先应当看其是否具有同矿物柴油相近的性质，主要有以下几个指标：黏度，密度，十六烷值，浊点，碘值及热值，它们是国际上公认的生物柴油质量的重要评估指标，但是它们的检测实际操作复杂，且相关设备造价昂贵，普及性不强。中国专利公开号CN 102495151A公开了一种评价微藻产油能力的方法，仅将十六烷值引入评定指标中，对其他重要生物柴油性质的评定还未建立。

研究表明生物柴油性质与脂肪酸组成密切相关，脂肪酸组成的分析可以进一步评价藻油的油脂是否适合生产生物柴油。但由于脂肪酸组成的多样性和相互矛盾的性质影响生物柴油性能，很难清楚的定义作为生物柴油储备的合适的脂肪酸组成。因此，为评价重要的生物柴油性质，一个综合的脂肪酸组成分析方法是迫切需要的。Hoekman et al.在2012年提出生物柴油的黏度，密度，十六烷值，浊点，碘值及热值与脂肪酸组成的平均不饱和度有线性相关性，并给出相关公式(Hoekman,S.K.,Broch,A.,Robbins,C.,Ceniceros,E.,Natarajan,M.,2012.Review of biodiesel composition,properties,and specifications.Renew.Sust.Energ.Rev.16,143–169)。而且大量研究表明生物柴油的黏度，密度，十六烷值，浊点，碘值及热值与脂肪酸甲酯平均不饱和度密切相关(Knothe,G.,2011.A technical evaluation of biodiesel from vegetable oils vs.algae.Will algae-derived biodiesel perform？Green Chem.13,3048–3065)。平均不饱和度的增加会导致十六烷值和氧化稳定性的降低，但是会提高低温流动性能。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术的上述不足，提供一种综合评价微藻产油能力的方法。为进一步评价微藻作为生物柴油原料的潜力，本发明将这六个性质引入评定指标中，介绍一种依靠脂肪酸组成快速评价微藻生物柴油性质的方法。从而可以轻易实现不同藻种的产油能力的比较，从而为最优藻种的选择和培养方法的优化提供依据。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种综合评价微藻产油能力的方法，包括如下步骤：

1)微藻细胞生长和收集：

检测藻液生物量，根据藻细胞密度的变化，确定藻类的生长曲线，通过时间和细胞密度的线性回归斜率，计算对数期的藻细胞的比生长速率；取一定量进入稳定期的藻液样品，离心后收集下层的细胞，用甲酸铵溶液清洗后低温干燥，即得待测干藻粉；

2)提取细胞内总脂：

称取一定量干藻粉于离心管中，加入氯仿/甲醇溶液，用超声破碎仪破碎，离心后提取有机相，向有机相中投加氯化钠溶液，静置分层，回收下层油脂提取溶液并测量其体积，计算油脂含量；

3)脂肪酸甲酯化：

称取与步骤2)等量的藻粉，加入甲醇/浓硫酸/氯仿的混合溶液，在90℃下水浴反应，待反应完毕分层后，取上层氯仿，即得供试品溶液；

4)GC-MS检测

采用GC-MS对脂肪酸甲酯进行定性处理，条件如下：