晏妮　胡曉紅　陳椽

摘要：為篩選具有產(chǎn)油潛力的能源微藻，從貴州不同淡水環(huán)境中分離純化了10種淡水微藻（4種綠藻，4種硅藻，2種藍藻）并對其總脂含量及脂肪酸組成進行分析。結(jié)果表明， 10種含油淡水微藻的總脂含量為2.92% ～ 20.82%，有3種總脂含量超過10%；脂肪酸組成上，均以C16和 C18脂肪酸含量豐富，其中藍、綠藻門C18∶4脂肪酸含量最高，均超過50%，其次為C18∶1脂肪酸和C18∶2脂肪酸，硅藻門除舟形藻外，C16∶0和C16∶1脂肪酸含量較高，針桿藻屬檢測出少量C22∶0和 C20∶4脂肪酸。10種淡水微藻的不飽和脂肪酸的含量占總脂肪酸的50%以上，藍、綠藻不飽和脂肪酸高達88%以上。

關(guān)鍵詞 ：淡水微藻；總脂含量；脂肪酸組成

中圖分類號：Q949.2；Q54 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2014）13-3019-03

Contents of Total Lipid and Fatty Acid Composition of 10 Freshwater Algae

YAN Nia，HU Xiao-hongb，CHEN Chuana

（a. Institute of Life Science；Institute of Geography and Environmental Science，Guizhou Normal University， Guiyang 550001， China）

Abstract ： The content of total lipid and fatty acid composition of 10 freshwater microalgae isolated from different water areas in Guiyang were analyzed. Results showed that content of total lipid varied greatly among different categories which was 2.92% ～ 20.82% of dry weight. Only 3 kinds were more than 10% of dry weight. The C16 and C18 fatty acids were abundant in all of them. The percentage of C18∶4 was more than 50% in blue green algae and C16∶0 and C16∶1 was the main fatty acid in diatom. A little C22∶0 and C20∶4 were detected in the latter. The unsaturated fatty acids were accounted for more than 50% of the total fatty acids. The value of the unsaturated fatty acids was up to 88% in blue green algae.

Key words： freshwater microalgae； total lipid content； fatty acid composition

近年來由于石油資源日益枯竭、環(huán)保（尤其是CO2減排的迫切要求）等因素，生物質(zhì)能源作為一種來源廣泛的可再生能源，其開發(fā)日益受到人們的重視。微藻易培養(yǎng)，生長快，單位面積生物量大，很多種類富含油、烴，可以用來生產(chǎn)生物柴油（脂肪酸甲酯），是一類重要的生物質(zhì)能源。此外，從產(chǎn)油微藻中提取得到的油脂成分與植物油相似[1]，且多聚不飽和脂肪酸含量高[2，3]，微藻油脂成為多聚不飽和脂肪酸的新來源，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥品、保健品和化工原料的領(lǐng)域[4]。目前國內(nèi)對含油微藻的研究主要集中在海洋微藻上[5-7]，關(guān)于淡水微藻油脂含量的研究報道較少[8-10]。

本研究對貴州產(chǎn)10種淡水微藻油脂含量及脂肪酸組成進行分析，旨在為淡水微藻的開發(fā)和利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 淡水微藻的分離純化

從貴陽市阿哈水庫、百花湖、紅楓湖的水樣中分離、純化獲得10種淡水微藻。經(jīng)鑒定，這10種淡水微藻分別屬于藍藻門（Cyanophyta）、綠藻門（Bacillariophyta）和硅藻門（Chlorophyt）。其中A1、A2屬于硅藻門的針桿藻屬（Synedra），A3屬于硅藻門的菱形藻屬（Nitzschia），A4屬于硅藻門的舟形藻屬（Navicula）；H1、H2、H3屬于綠藻門的柵藻屬（Tetradesmus），H4屬于綠藻門的小球藻屬（Chlorella）； B1、B2屬于藍藻門的螺旋藻屬。

1.2 淡水微藻的培養(yǎng)

10種淡水微藻采用各自適宜的培養(yǎng)液在實驗室內(nèi)培養(yǎng)。按25%接種量將藻種接入100 mL的三角瓶中，將三角瓶置于智能人工氣候培養(yǎng)箱中，溫度（25±2） ℃，光照度3 000 lx，光周期12 h/12 h（L/D），不通氣，自養(yǎng)培養(yǎng)。每天晃動3或4次。逐級擴大培養(yǎng)。

1.3 藻體細胞的收集

10種微藻分別在指數(shù)生長末期離心收獲，采用離心機4 000 r/min離心10 min收集藻泥，用冷凍機凍干后置于冰箱保存。

1.4 總脂含量測定

樣品在40 ℃烘干后放入高溫滅菌的研缽中研細成粉狀并稱重，在藻粉中加入體積比為2∶1的石油醚、乙醚混合溶液，超聲混勻30 min，在40 ℃水浴浸提5 h，加入10% KOH沉淀藻細胞，在4 000 r/min離心15 min，轉(zhuǎn)移上清液，60 ℃迅速蒸去多余的溶劑至恒重并稱重，計算總脂含量。

總脂含量=（油脂質(zhì)量/藻粉質(zhì)量）×100%。

1.5 脂肪酸成分的分析

按Christie等[11]的方法將脂肪酸甲酯化，然后用日本島津公司GC-2014型氣相色譜儀進行分析，色譜柱為毛細管柱。分別對各組分峰面積積分，用歸一化法計算出脂肪酸組分的含量（以占脂肪酸總量的比例表示）。

2 結(jié)果與分析

2.1 總脂含量分析

10種淡水微藻來看，油脂含量（表1）要低于海洋微藻（一般在15%以上），但也遠高于大型藻的含油量（一般為1%左右）[7]。10種不同淡水微藻之間的總脂含量（干重含量）差別很大，為2.92%～20.82%，其中僅3種微藻的總脂含量超過10%，總脂含量最高的是綠藻門柵藻屬的H2；次之為柵藻屬的H1、螺旋藻屬的B1；含量最低的是針桿藻屬的A2。據(jù)研究，二形柵藻的總脂含量為15.97%、23.98%，測定的1株四尾柵藻的總脂含量為30.00%[12]。本研究中所得3株柵藻中有兩株（H2、H1）的總脂含量分別為20.82%和10.69%，也說明柵藻總脂含量相對較高，具有較大的產(chǎn)油潛能。硅藻門微藻因其藻體細胞內(nèi)較高的脂肪含量，被認為是最有可能實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)油脂的藻種之一[13]，但從現(xiàn)階段研究看，已報道的含油高的多為海洋硅藻，有的種類含量可高達干重的49.10%[5]，與海洋硅藻相比較，此次所獲得的4株淡水硅藻總脂含量相對較低，為2.92%～9.25%，平均含量約為5.8%，但基本與林學(xué)政等[14]對硅藻的測定結(jié)果相近。此次測得藍藻門的螺旋藻總脂含量介于綠藻門和硅藻門的種類之間，兩株螺旋藻總脂平均含量為8.06%，高于已報道的一種海洋藍藻束毛藻T. thiebautii的總脂含量（3%左右）[15]，與胡秋輝等[16]對螺旋藻所測總脂含量（8.06%～10.38%）相符。

2.2 脂肪酸組成及含量分析

10種淡水微藻的脂肪酸組成如表2所示。該10種淡水微藻的脂肪酸種類差異不明顯，主要包括C14、C16和C18脂肪酸，且以C16和C18脂肪酸含量豐富，不具有EPA（廿碳五烯酸）、DHA（廿二碳六烯酸），從分子結(jié)構(gòu)上分析符合制備生物柴油的要求[17-19]。其中綠藻門以合成DHA、EPA的前體原料C18∶4脂肪酸的含量為最多，均超過50%，其次為C18∶1、C18∶2和C16∶0脂肪酸。大多數(shù)已報道的綠藻門海藻（包括大型藻）的研究認為綠藻門海洋微藻脂肪酸組成的最大特點是高水平的C16∶4和C18∶3脂肪酸[7]，而本研究結(jié)果顯示，淡水綠藻主要脂肪酸組成上與海洋綠藻不同。螺旋藻B1、B2是此次測定的藍藻門同一屬不同2種，與陳偉平等[20]報道的一種螺旋藻C16∶0脂肪酸含量最高，其次為C18∶2脂肪酸，第三為C18∶3脂肪酸略有不同，該兩種藻均以C18∶4脂肪酸含量最高，C18∶2脂肪酸次之，第三為C16∶0脂肪酸。硅藻門除舟形藻A4外，C16∶0和C16∶1脂肪酸含量較高，4種硅藻中，菱形藻、舟形藻的脂肪酸種類較針桿藻少且沒有檢測到C22∶0和C20∶4脂肪酸，這與大多數(shù)文獻報道相一致[21]，這可能與藻種本身特性和培養(yǎng)條件（如溫度）等有關(guān)[6]。10種淡水微藻脂肪酸含量見表2，其中飽和脂肪酸含量為4.74%～38.56%，不飽和脂肪酸含量豐富，占總脂肪酸含量的61.43% ～ 95.26%，其中硅藻門A4，綠藻門H1、H2、H3、H4和藍藻門B1、B2七種淡水藻的不飽和脂肪酸含量占總脂肪酸的88%以上，綠藻門柵藻屬H1的不飽和脂肪酸高達95%以上，使其在生產(chǎn)生物柴油的同時也可適用于生產(chǎn)其他有較高附加值的化工及保健產(chǎn)品。

3 結(jié)論

1）10種淡水微藻的總脂含量因微藻種類不同而有明顯差異，總脂含量最高的為綠藻門柵藻H2，達干重的20.82%，硅藻門針桿藻A2總脂含量最低，僅為干重有2.92%，其中有3種微藻的總脂含量超過10%。柵藻屬種類最具產(chǎn)油潛力。

2）對10種淡水微藻的脂肪酸組成進行分析，結(jié)果顯示均以C16和C18脂肪酸含量豐富，從分子結(jié)構(gòu)上分析符合制備生物柴油的要求；在10種淡水微藻所含不飽和脂肪酸中，藍綠藻合成DHA、EPA的前體原料C18∶4脂肪酸的含量均最多，通過進一步的研究，有可能作為該種脂肪酸潛在的生產(chǎn)源。4種硅藻中的A1、A2、A3以C16∶0、C16∶1為主要脂肪酸，A4以C18∶4為主要脂肪酸，針桿藻屬檢測出C22∶0和少量 C20∶4。

3）10種淡水藻的脂肪酸含量中均以不飽和脂肪酸含量高，作為生物柴油原料的同時還可作為提取不飽和脂肪酸的一大資源，進而應(yīng)用于化工，甚至于食品保健行業(yè)。

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