特定比例的红蓝LED光照可显著提升杜氏盐藻的生物燃料原料产量

2021年04月12日 12:24 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

作为一种可再生和可持续的清洁能源来源,当前阶段的乙醇、生物柴油和其它生物燃料制造仍面临着相当大的挑战。除了粮食安全,业内仍缺乏更多高效率、低成本的生产技术。好消息是,扬州大学的一支科研团队,已于近日出版的《可再生与可持续能源期刊》上介绍了如何用红蓝组合 LED 光来增强藻类的生长,进而促成新一代生物燃料的发展。

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研究配图 - 1:用于藻类培养的照明装置和容器

据悉,这项研究的重点在于红蓝组合的 LED 照明是如何促进杜氏盐藻(D. salina)的生长,并增强关键的生物成分(比如脂质)的合成。

这种常见于盐湖中的微藻,以鲜艳的粉红色、胡萝卜素含量高、易于培养等特性而被人们所熟知,并且被广泛应用于食品和化妆品中。

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研究配图 - 2:盐藻在不同光照条件下的生长状况

与其它生物质原料相比,微藻通常能够积累更多的脂质(构成天然油与蜡的脂肪酸),意味着转换为可用生物燃料的百分比也更高。不过缺乏细胞壁的杜氏盐藻,能够进一步简化生物燃料的生产流程。

在这项研究中,团队使用了白色光的受控组、辅以红蓝光组合的实验组。结果发现,通过将红蓝 LED 照明结合在某种类型的微藻上,便可有效增强其生长和提升关键生物成分的合成。

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研究配图 - 3:不同照明条件下收获的盐藻细胞密度与干燥生物量

此前单色可调的 LED 光源,已被用于优化温室植物的生长。虽然可见光谱的各个部分都可用于光合作用,但其对植物发育的影响也不尽相同。为此,研究团队决定深入探究微藻生长和脂质含量之间的光照关系。

最终发现,不同强度的蓝光无法显著增强微藻的生长,但可增加脂质、蛋白质和碳水化合物的含量。另一方面,与蓝光和白光相比,红光反而会对藻类生长和脂质形成有所拖累。

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研究配图 - 4:不同光照条件下的盐藻细胞生物成分含量

不过最佳的方案,还是以不同的比例来同时照射红蓝光。与白光对比,4:3 的红蓝光配比,能够将微藻的脂质产量显著提升 35% 以上,同时干燥生物量也提升了 10% 以上。

有关这项研究的详情,已经发表在近日出版的《Journal of Renewable and Sustainable Energy》上,原标题为《Impact of combined monochromatic light on the biocomponent productivity of Dunaliella salina》。

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