Vi sinh vật tảo cho dầu: Lựa chọn chủng, kích thích tổng hợp lipid và trồng đại trà ngoài trời trong photobioreactor chi phí thấp

Biotechnology and Bioengineering - Tập 102 Số 1 - Trang 100-112 - 2009
Liliana Rodolfi1,2,3, Graziella Chini Zittelli4, Niccoló Bassi1,2,3, Giulia Padovani1,2,3, Natascia Biondi1,2,3, Gimena Bonini1,2,3, Mario R. Tredici1,2,3
1Dipartimento di Biotecnologie Agrarie, Università degli Studi di Firenze, Piazzale delle Cascine 24, 50144 Firenze, Italy
2fax: +39-0553288272
3telephone: +39-0553288306
4Istituto per lo Studio degli Ecosistemi, CNR, Sesto Fiorentino (Firenze), Italy

Tóm tắt

Tóm tắt

Ba mươi chủng vi sinh tảo đã được sàng lọc trong phòng thí nghiệm để đánh giá năng suất sinh khối và hàm lượng lipid của chúng. Bốn chủng (hai chủng biển và hai chủng nước ngọt), được lựa chọn vì tính ổn định, năng suất cao và hàm lượng lipid tương đối cao, đã được nuôi cấy trong điều kiện thiếu nitơ trong ống khí 0.6L. Chỉ có hai chủng vi sinh tảo biển tích lũy lipid dưới những điều kiện như vậy. Một trong số đó, tảo eustigmatophyte Nannochloropsis sp. F&M-M24, đã đạt được 60% hàm lượng lipid sau khi thiếu nitơ, được nuôi trong photobioreactor phẳng 20L để nghiên cứu ảnh hưởng của cường độ bức xạ và sự thiếu hụt dinh dưỡng (nitơ hoặc phốt pho) đến sự tích lũy axit béo. Hàm lượng axit béo tăng lên với cường độ bức xạ cao (đến 32.5% sinh khối khô) và theo cả sự thiếu hụt nitơ và phốt pho (lên đến khoảng 50%). Để đánh giá tiềm năng sản xuất lipid dưới ánh sáng mặt trời tự nhiên, chủng này đã được nuôi ngoài trời trong các photobioreactor tấm xanh 110L ở cả điều kiện cung cấp và thiếu hụt dinh dưỡng. Năng suất lipid tăng từ 117 mg/L/ngày trong môi trường cung cấp dinh dưỡng (với năng suất sinh khối trung bình 0.36 g/L/ngày và 32% hàm lượng lipid) lên 204 mg/L/ngày (với năng suất sinh khối trung bình 0.30 g/L/ngày và hơn 60% hàm lượng lipid cuối cùng) trong môi trường thiếu nitơ. Trong một quy trình nuôi cấy hai giai đoạn (một giai đoạn cung cấp dinh dưỡng để sản xuất giống sau đó là một giai đoạn thiếu hụt nitơ để thúc đẩy tổng hợp lipid), tiềm năng sản xuất dầu có thể được dự đoán là hơn 90 kg trên mỗi hectare mỗi ngày. Đây là báo cáo đầu tiên ghi nhận sự gia tăng cả hàm lượng lipid và năng suất lipid theo diện tích đạt được thông qua việc thiếu hụt dinh dưỡng trong một nền văn hóa tảo ngoài trời. Các thí nghiệm cho thấy eustigmatophyte biển này có tiềm năng sản xuất hàng năm đạt 20 tấn lipid mỗi hectare trong khí hậu Địa Trung Hải và hơn 30 tấn lipid mỗi hectare ở các khu vực nhiệt đới nắng gắt. Biotechnol. Bioeng. 2009;102: 100–112. © 2008 Wiley Periodicals, Inc.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

APHA, 1989, Standard methods for examination of water and wastewater

10.2172/493389

10.2172/6374113

Borowitzka MA, 1988, Micro‐algal biotechnology, 257

Bousfield IJ, 1983, Numerical analysis of total fatty acid profiles in the identification of coryneform, nocardioform and some other bacteria, J Gen Microbiol, 129, 375

10.1016/0144-4565(87)90006-0

10.1016/S0168-1656(99)00082-6

10.1023/A:1008165606234

10.1016/j.aquaculture.2006.08.011

10.1016/j.biotechadv.2007.02.001

10.1038/nrmicro1534

Fogg GE, 1965, Algal cultures and phytoplankton ecology, 126

10.1139/m62-029

10.1016/j.plipres.2006.01.001

10.1017/S0025315400015034

Hu Q, 2004, Handbook of Microalgal Culture: Biotechnology and Applied Phycology, 83

10.1007/s10529-006-9026-6

10.1111/j.1365-313X.2008.03492.x

Huesemann MH, The alga Dunaliella: Biodiversity, physiology, genomics, and biotechnology

10.1007/s11027-006-7304-1

10.1016/B0-12-176480-X/00353-3

10.1016/S0022-2275(20)39274-9

10.1016/S0065-2164(08)70127-8

10.1023/A:1007988924153

Regan DL, 1983, Liquid fuels from micro‐algae in Australia, 55

Richmond A, 1986, Handbook of microalgal mass cultures, 285

Rippka R, 1979, Generic assignments, strain histories and properties of pure cultures of cyanobacteria, J Gen Microbiol, 111, 1

RITE.2008.Research projects.http://www.rite.or.jp/English.

10.1016/S1389-0344(03)00063-7

RodolfiL BassiN ParenteI PadovaniG BoniniG Chini ZittelliG BiondiN TrediciMR.2007.Lipid production from marine microalgae: Strain selection induction of lipid synthesis and outdoor cultivation in pilot photobioreactors. Abstract of 8th International Marine Biotechnology Conference Eilat (Israel) 11‐16 March 2007. p 87.

10.1111/j.0022-3646.1990.00393.x

10.1007/s12155-008-9008-8

10.2172/15003040

10.1111/j.1529-8817.1981.tb00865.x

10.1104/pp.24.1.120

10.1111/j.1529-8817.1987.tb04137.x

10.1111/j.0022-3646.1989.00686.x

Tredici MR, 1999, Encyclopedia of bioprocess technology: Fermentation, biocatalysis, and bioseparation, Vol. 1, 395

Tredici MR, 2004, Handbook of microalgal culture, 178

TrediciMR RodolfiL.2004. Reactor for industrial culture of photosynthetic micro‐organisms. Patent WO 2004/074423 A2 (to Università degli Studi di Firenze).

10.1016/0146-6380(92)90150-V

Thông tin
Thông tin xuất bản

Biotechnology and Bioengineering

Tập 102 Số 1

100-112

Thông tin tác giả