JMB 海洋生物学杂志》上 1687 - 949 x 1687 - 9481 Hindawi出版公司 10.1155 / 2016/6832847 6832847 研究文章 增长,海洋微藻脂肪酸,脂质组成 Skeletonema costatum可用在孟加拉海岸:考虑作为生物柴油原料 Sharmin 塔尼亚 1 http://orcid.org/0000 - 0002 - 5756 - 4734 Monirul哈桑 Chowdhury Md。 1 Aftabuddin 谢赫。 2 拉赫曼 Md。Atiar 1 汗 玛拉 3 弗莱彻 加思•L。 1 生物化学与分子生物学系 吉大港大学 吉大港4331 孟加拉国 cu.ac.bd 2 海洋科学研究所和渔业 吉大港大学 吉大港4331 孟加拉国 cu.ac.bd 3 孟加拉科学与工业研究理事会(BCSIR) Qudrat-i-Khuda路Dhanmondi博士 达卡1205 孟加拉国 bcsir.gov.bd 2016年 29日 2 2016年 2016年 20. 10 2015年 30. 01 2016年 02 02 2016年 2016年 版权©2016塔尼亚Sharmin et al。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

在各种可再生能源的潜在来源,生物燃料是最感兴趣的。海洋微藻是最有前途的石油资源生产生物燃料,从而增长非常迅速,将太阳能转换为化学能通过有限公司2固定。几乎所有的脂肪酸microalgal油适用于生物燃料的合成。在这个研究中,脂肪酸和脂质含量的孟加拉海洋微藻株 Skeletonema costatum被执行。为此,原油被索氏提取法提取,使用三个最常见的溶剂系统,纯己烷和CHCl的混合物3:甲醇(2:1)和己烷:EtOH (3: 1)。原油采收率最高(15.37%)来自CHCl3溶剂:甲醇(2:1)系统从干重而最低(2.49%)来自于正己烷从湿生物质。定性分析中提取石油的GC / MS分析显示,它包含大量的肉豆蔻酸(C14:0)、棕榈酸(0)、硬脂酸(C18:0)和9 -十六碳烯酸(C16:1)。也表明存在hexadecatrienoic酸,benzenedicarboxylic酸、油酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸(EPA)、9-Octadecenoic酸甲酯(C19H36O2),等等。获得的脂肪酸概要显示高潜力的 美国costatum物种作为有前途的生物燃料原料一点即兴创作,实质上它可以取代柴油在不久的将来。

 1。介绍

全球能源需求不断增加在快速城市化的增加在发展中国家。世界上大部分的能源需求提供通过石化资源,煤、和自然气体,除水力发电和核能,这些资源是有限的,目前使用率将很快消耗( 1]。严重依赖石油燃料是不可持续的由于燃料成本增加,减少原油储备,和化石燃料的使用对环境的影响 2- - - - - - 4]。原油储备被耗尽的速度大约每天85至90桶石油储备可能将在未来50年(完全耗尽 5]。因此,替代能源的需要研发在未来50年。继续研究将促进可再生燃料的开发和实现,帮助减少世界对化石燃料的依赖。

生物柴油是一种生物燃料组成的单烷基酯是由有机精油,植物,或动物,通过trans-esterification[的过程 6]。也可生物降解,无毒、低排放概况与石油柴油相比,( 7]。生物柴油可以在现有的柴油发动机燃烧没有修改,与石油柴油可以以任何比例混合。这允许其使用的现有的燃料分配基础设施和价值作为燃料extender。谢( 8)报道,藻类生物柴油的最佳来源之一。事实上,藻类收益率最高的生物柴油的原料。它可以生产250倍的石油每英亩大豆和石油7 - 31日时间大于棕榈油( 9]。事实上,从藻类生物柴油可能产生足够的汽车燃料的唯一方式来取代目前的汽油使用量。最好的藻类生物柴油将微藻( 10]。微藻比macroalgae更多石油,它是更快,更容易种植和收获 8]。

微藻还可以提供几种不同类型的可再生生物燃料。这些包括藻类生物质厌氧消化产生的沼气( 11];生物柴油来自microalgal石油( 12- - - - - - 17];和产生光生物学的生物 18- - - - - - 22]。利用微藻作为燃料来源的想法不是什么新( 2, 16, 23),但现在被认真对待,因为石油价格的不断升级,更重要的是,新兴的担忧全球变暖与燃烧化石燃料(相关联 14]。

根据物种不同,微藻生产许多不同种类的脂质、碳氢化合物和其他复杂的油( 12, 24]。不是所有的藻类油都满意的制造生物柴油,但合适的油发生一般。另一个重要的事实是,利用微藻生产生物柴油不会妥协的生产食品、饲料、和其他产品来自农作物。这次调查的目的是确定本地可用microalgal菌株为生物燃料生产和可持续的脂质含量和评估生物燃料效率的压力。为此,目前的工作是进行海洋微藻, 美国costatum主要在沿海地区,特别是在库克斯巴扎是孟加拉海岸线图所示 1。

的位置 美国costatum样本收集区域东南部地区,孟加拉国。

 2。材料和方法

目前的调查进行了卓越研究中心(CRE),生物化学与分子生物学,吉大港,孟加拉国吉大港大学。

2.1。样品收集

美国costatum样本收集从Bakkhali河水考克斯的集市(图 12014年1月),孟加拉国。显微分离和鉴定了海洋科学研究所和渔业,吉大港大学。

 2.2。<斜体>文化Skeletonema costatum < /斜体>

隔离,标准f / 2中( 25)添加了营养与样品水和左灯下直到硅藻水华。盛开 美国costatum然后连续稀释分离和纯化和微量吸液管法 26, 27]。微量吸液管方法,单个细胞或纤维丰富的解剖显微镜下拿起水样本,用5毫升注射器。单个细胞被转移到新鲜无菌f / 2中包含100毫升玻璃瓶和保持在25°C的光1周。连续稀释,5无菌试管,满9毫升无菌海水富含f / 2中,被标记为10−110−5连续和1毫升的样品含有盛开硅藻被转移到10−1试管中,然后从10 1毫升−1到10−2,等等。克隆是在24小时光周期为10到15天开发股票文化。为大规模 美国costatum生产200升玻璃钢坦克使用的程序阿夫塔Uddin和征服者 28]。同时细胞计数观察复合显微镜和盐度(25 - 28 ppt)、温度(°C) 25日- 27日,pH值(7.6 - -8.2)保持在整个文化时期和提供足够的通风。

 2.3。生物质处理

起初,生物质被用绘画纸滤纸过滤脱水。然后湿藻生物质收集从滤纸抹刀和培养皿。生物量是干在80°C 2小时,保存在干燥器整晚所以没有水的样本。干燥的质量就立即妥善接地,称重。干燥步骤是跳过的潮湿的提取工艺。

 2.4。索氏提取脂肪酸和脂质

早些时候进行了广泛的研究和研究确定最佳提取方法在干态和湿态藻类生物量。在这个实验中,三种不同溶剂的影响,也就是说,正己烷( 29日),氯仿和甲醇的混合2:1 v / v比( 30.),和正己烷和乙醇3:1 v / v比( 31日),研究了湿和干重 美国costatum通过使用索氏仪器( 32, 33]。为此,5 g的干重和10 g湿新鲜海藻被粘贴到分别提取室。室的两端封闭的棉花球承受任何固体藻类放电。灯泡充满了180毫升的三个有机溶剂,加热在80°C。溶剂逐渐开始蒸发,冷凝后,它掉进了萃取室包含藻类和释放脂质进入室。solvent-lipid混合物内就达到一个临界高度室和虹吸过程初始化;即混合了灯泡。系统红晕终于散去的时候溶剂通过不断沸腾和冷凝。最后提取过程中,溶剂和油的混合物的灯泡和藻类生物量的室。描述的处理执行之前蒸发Kumar et al。 34]。原油被提取到一个分液漏斗,用1%氯化钠水溶液(50 mL)两次。水层是移除和溶剂层通过一层无水硫酸钠通过玻璃漏斗,封锁与棉塞。

 2.5。蒸发

溶剂油的混合物放入preweighed瓶蒸发。在实验室设置中,溶剂和油的混合物被暴露在真空然后加热60°C使用真空泵旋转蒸发器(200年,毕比英镑、英国)为了消除所有的溶剂。蒸发后,瓶又重了,相比第一季度的重量。这样,含油量的重量计算。石油被用二氯甲烷和恢复被收集到一个小瓶。石油开采的比例是由下列公式计算: (1) % 总石油的恢复 = 重量的原油中提取的脂质 重量的干藻类生物量 × One hundred. 。

2.6。定量分析藻油 2.6.1。薄层色谱分析

提取的脂质分离的组件修改薄层色谱(TLC)方法( 35]。这是由薄层色谱硅胶板(50毫米×100毫米大小)和被两个混合溶剂扩散 36]。第一次洗脱液的混合乙酸乙酯,异丙醇,氯仿,甲醇,和氯化钾溶液(0.25%)比25:25日:25:10:9 (v / v / v / v / v)跑到10厘米的高度从起源和第二次洗脱液己烷的混合物,乙醚,与醋酸的比例80:20:2 (v / v / v)高18厘米从原点。干后,板是保存在一个薄层色谱与碘粉。个人脂质乐队成为检测黄乐队在5分钟之内。在碘蒸气接触,四个人乐队CHCl被发现3:甲醇(2:1)提取、己烷六乐队:EtOH(3: 1)提取,为纯己烷被发现和一个乐队。对于单个脂质成分的复苏,相应的硅胶被撤盘子和洗用氯仿/甲醇(2:1 v / v) [ 36]。脂质成分,分离TLC如上所述,然后保存GC / MS的脂肪酸成分分析。

 2.6.2。样品制备的GC / MS

之前的脂肪油与甲醇酯化气相色谱-光谱法(GC / MS)分析使脂肪油更容易挥发,避免酸性攻击固定相/列。为此,10毫克(2 - 3滴)的脂肪油被螺丝封顶玻璃管和1毫升的三氟化硼甲醇复杂了。混合物加热在100°C使用水浴和冷却1小时25°C。然后1毫升的去离子水和2毫升己烷添加和涡1分钟。然后混合在低转速离心2分钟,上层是收集,与己烷稀释,过滤进行GC / MS分析。

 2.6.3。GC / MS分析

薄层色谱(TLC)分离,并用gc - ms分析了电子碰撞电离(EI)方法在气相色谱仪(GC-17A,日本岛津公司公司,日本京都)耦合到一个质谱(gc - ms 5050 QP,日本岛津公司公司,京都,日本)。熔融石英毛细管柱(30米×2.5毫米;0.25膜厚度)是涂有DB-1 (J&W)。入口温度设定在260°C,烤箱温度设定为70°C(0分钟);10°C, 150°C(5分钟);12°C, 200°C(15分钟);12°C, 220°C(5分钟)。列流量为0.6毫升/分钟他在恒压90 KPa气体。辅助(GC MS接口)温度设置为280°C。女士被设定在扫描模式下的扫描范围40 - 350 12; the ionization mode was EI (electron ionization) type. The mass range was set in the range of 50–550 m / z。然后准备样本运行进行GC / MS分析。一个 μL样本注入洒少模式。瓶含有脂质是用于GC / MS分析血脂。血脂表明脂肪酸,这是重要的评估生物燃料生产的生物质。

 2.7。统计分析

所有的数据都表示为平均数±标准差,他们通过使用Microsoft Excel 2007进行了分析。差异是由学生的计算的重要性 t 测试和值 P < 0.05 被认为是重要的。

 3所示。结果

总采油三种不同溶剂的结果如表所示 1。它表明每一个溶剂系统给最大采油干燥湿示例的示例和相对较低的恢复。总石油复苏获得干和湿生物质利用纯己烷分别为11.24%和2.49%,CHCl3:甲醇分别为15.37%和6.70%,己烷:EtOH分别为11.67%和5.32%,分别。结果表明,在潮湿和干燥的条件,CHCl3溶剂:甲醇(2:1)系统提供最高收益。

总额的百分比石油恢复的三种不同的溶剂。

溶剂 身体状况 示例wt。(g) 含油量(g) %的含油量
正己烷 干 5.00 ± 0.00 0.563 ± 0.052 11.24 ± 1.20
湿 10.00 ± 0.00 0.247 ± 0.115 2.49 ± 1.29
CHCl3:甲醇(2:1) 干 5.00 ± 0.00 0.77 ± 0.054 15.37 ± 1.23
湿 10.00 ± 0.00 0.67 ± 0.094 6.70 ± 1.06
正己烷:EtOH (3: 1) 干 5.00 ± 0.00 0.58 ± 0.089 11.67 ± 1.98
湿 10.00 ± 0.00 0.53 ± 0.151 5.33 ± 1.68

含油量和%石油含量的比较干和湿样品不同的溶剂提取如图 2。显然明显,含油量和%含油量的干湿CHCl3:甲醇提取明显( P < 0.05 )不同于其他两个溶剂系统。同样,其内容在CHCl湿样品也在走高3:甲醇虽然未达到统计上的显著水平(图的值 2)。

比较油含量干和湿的样本 美国costatum由于溶剂的变化。数据显示为平均数±标准差(a, b, c, d)与不同的上标字母在酒吧干和湿样品明显不同(配对 t 以及, P < 0.05 )。

脂肪酸甲酯(名声)成分分析提取的油很重要的评价生物燃料的原料。为此,分析了提取的海藻油GC / MS获得的脂肪酸 美国costatum。结果表明,脂肪酸和血脂从纯粹的正己烷提取表 2,CHCl3:甲醇提取表 3和己烷:乙醇提取表 4。最重要的是,脂肪酸等适合生物柴油生产肉豆蔻酸(C14:0)、棕榈酸(0),9 -十六碳烯酸(C16:1),硬脂酸(C18:0)是最常见的实体中遇到 美国costatum概要文件。

纯粹的正己烷提取脂肪酸的状况。

美国号码 保留时间 面积% 复合名称
1 16.699 35.93 十四烷酸甲酯
2 18.045 8.73 (trans-2) - 3-Methoxyphenyl 3-phenyl环氧乙烷
3 19.225 12.36 甲基6 9 12-hexadecatrienoate
4 19.418 7.94 甲基palmitoleate
5 19.860 27.21 棕榈酸甲酯
6 21.964 1.92 5 h-benzofuro(3双电子)咪唑并[1,a] pyrazin-4-one
7 22.585 1.12 (反)2 - (3′-Chlorophenyl) 1-nitroethylene
8 24.903 3.38 硬脂酸甲酯

从CHCl脂肪酸的脂质3:甲醇提取物。

美国号码 保留时间 面积% 复合名称
1 9.523 11.53 1、2-Benzenedicarboxylic酸二甲酯酯
2 10.731 3.72 苯酚、2、4-bis(1,1 -二甲基乙基)-
3 10.869 2.19 苯酚、2、6-bis 4-methyl -(1,1 -二甲基乙基)
4 15.461 4.38 十四烷酸甲酯
5 16.841 2.46 十五烷酸甲酯
6 16.855 3.47 2 2-Dimethyl-6 7-dimethoxychromanone
7 16.862 2.34 2、6-Dimethoxy-3——(3′-methyl-2′丁烯基)1,4-benzoquinone
8 17.113 1.46 (1)- 4-Fluorophenyl 2 - [(4-hydroxy-6-methylpyrimidin-2-yl)含硫的]ethan-1-one
9 17.365 1.68 (1)- 4-Fluorophenyl 2 - [(4-hydroxy-6-methylpyrimidin-2-yl)含硫的]ethan-1-one
10 17.510 2.04 2-Cyclohexen-1-one 4 4-dimethyl -
11 17.655 9.96 甲基6 9 12-hexadecatrienoate
12 17.762 1.39 (E) 2, 4-Phytadiene m-Menth-1 (7) ene) (R) - (−)
13 17.772 6.91 甲基palmitoleate
14 17.810 8.35 9 12-Octadecadien-1-ol (Z, Z) -
15 17.983 22.41 棕榈酸甲酯
16 19.201 3.24 甲基(5 r) 4-hydroxy-5, 6 - (isopropylidenedioxy) 2-methylenehexanoate
17 19.294 1.39 甲基3-methylquinoxaline-2-carboxylate
18 19.318 14.99 甲基N - [(1-naphthyl)甲基]氨基甲酸酯
19 19.698 2.30 油酸甲酯
20. 19.860 24.74 硬脂酸甲酯
21 20.967 1.68 乙氧基化物油酸甲酯的酯
22 21.005 3.48 花生四烯酸甲酯
23 21.084 7.72 独联体5、8、11、14 17-Eicosapentaenoic酸甲基酯(EPA甲酯)
24 22.464 3.40 3 - 独联体-Methoxy-5 - 独联体-methyl-1R-cyclohexanol
25 28.253 2.40 丙烷、1,1-dibromo-2-chloro -

脂肪酸的脂质乐队没有。1的己烷:EtOH提取。

SN 保留时间 面积% 复合名称
1 10.728 3.40 苯酚、2、4-bis(1,1 -二甲基乙基)-
2 10.862 3.20 丁羟甲苯
3 10.866 2.29 苯酚、2、6-bis 4-methyl -(1,1 -二甲基乙基)
4 11.007 1.54 月桂酸甲酯
5 15.199 1.43 Cyclohexanecarboxylic酸,2,2-dimethylpropyl酯
6 15.461 4.08 十四烷酸甲酯
7 16.858 1.62 10-Ethyl-3、3、6、9、9-pentamethyl-2 10-diazabicyclo 1-decene 4。0
8 17.979 1.77 棕榈酸甲酯
9 19.856 20.64 硬脂酸甲酯
10 20.967 1.44 Methoxylate油酸甲酯的酯
11 17.082 1.14 14-trimethyl 2-Pentadecanone 6 10日—
12 17.800 1.71 甲基palmitoleate
13 18.773 1.14 (E) 1-Allyl-2-methylcyclohexanol
14 19.232 1.07 亚硫酸,di (2-ethylhexyl)酯
15 19.297 6.00 1,4-Dihydropyrano indol-3-on (3、4 b)
16 19.459 1.14 甲基4-oxododecanoate
17 19.698 2.40 油酸甲酯
18 21.043 1.21 Butyl-2-ethylhexyl邻苯二甲酸酯

表 2表明,肉豆蔻酸(C14:0)和棕榈酸(0)的优势种纯己烷提取约35.93%和27.21%,分别。CHCl的脂肪酸概要文件3:甲醇提取物(表中给出 3和 4)表明,这种提取物的主要成分是肉豆蔻酸(C14:0)、棕榈酸(0),和硬脂酸(C18:0) 36.39%, 25%,和27.72%,分别。9 -十六碳烯酸、油酸、花生四烯酸、十五烷酸、二十碳五烯酸等脂肪酸也出现在含量低。

 4所示。讨论

生物能源是最重要的来源之一是关于科学家和工业部门。鉴于全球对能源的需求不断增加,出现了大量的兴趣发展可再生生物燃料生产。海藻是一个这样的新兴资源视为另一种生物燃料生产。石油从海藻中提取的生物质能可以转化为生物降解和碳中和生物柴油酯交换反应( 2, 37]。

理想的可持续的生物燃料的来源,选择microalgal物种应该包含足够的脂质适合良好的生物柴油性能的脂肪酸。几幅作品进行了提取藻油为生物燃料生产,通常使用不同的有机溶剂和脂质内容经常被报道的重量比粗提取液和干重。在这项研究中,藻株的培养及其采油使用三种不同的溶剂系统,是由纯己烷( 29日),CHCl3:甲醇( 35],和己烷:EtOH [ 31日)来比较他们的石油复苏。结果表明,每一个溶剂系统恢复的最高收益率从干重和干和湿条件下,CHCl3:甲醇(2:1)和正己烷:EtOH(3: 1)比纯粹的正己烷相对更有效恢复约15.367%和11.673%的石油,分别。然而,通过CHCl干燥样品的含油量3:CH3哦是显著( P < 0.05 )不同于其他两个溶剂系统。这可能是因为CHCl3:甲醇(2:1)和正己烷:EtOH(3: 1)都是极地的混合物(甲醇、EtOH)和非极性(CHCl3、正己烷)溶剂;因此中性和极性脂质可以通过这两种溶剂提取系统。另一方面,非极性溶剂正己烷只能优先溶解非极性脂质微藻。然而,它不能单独溶解所有的含油量细胞。

系统分析了脂肪酸甲酯(名声)组成和比较燃料性质为生物柴油生产的物种选择非常重要。有人建议,不饱和程度越高的饥饿的生物柴油,生物柴油氧化的倾向越高。然而,其他参数也定义燃料的氧化稳定性,例如,天然抗氧化剂和游离脂肪酸含量( 38- - - - - - 40]。最常见的微藻脂肪酸棕榈——(hexadecanoic-C16:0)、硬脂(octadecanoic-C18:0),十八烯(octadecenoic-C18:1)、亚麻油酸- (octadecadienoic-C18:2)和亚麻酸(octadecatrienoic-C18:3) ( 41]。大多数藻类只有少量的二十碳五烯酸(EPA) (C20:5)和二十二碳六烯酸(DHA) (C22:6);然而,在一些种类的特殊的属,这些欧米可以积累可观数量取决于培养条件( 42]。一贯的石油提取 美国costatum棕榈酸甲酯的患病率,甲基硬脂酸,甲基十四烷酸当甲基十四烷酸,棕榈酸甲酯,和甲基6,9日12-hexadecatrienoate 35.93%,在正己烷分数分别为27.21%,12.36%。虽然CHCl3:甲醇分数显示甲基棕榈酸酯(22.41),甲基N - [(1-naphthyl)甲基]氨基甲酸酯(14.99),和1,2-Benzenedicarboxylic酸作为普遍的脂肪酸。然而,在己烷:EtOH分数,硬脂酸甲酯(20.64%)是脂肪酸在相当大的数量。

上述FAs海洋微藻 美国costatum从实验室规模发现考试是占主导地位的FAs已知最常见的脂肪酸具有良好生物燃料属性( 39]。其他FAs发现hexadecatrienoic酸,benzenedicarboxylic酸、油酸、花生四烯酸和二十碳五烯酸(EPA)。事实上,大多数的微藻研究也有类似的脂肪酸,但每个microalga脂肪酸的比例含量是非常不同的。这主要取决于所使用的应变和培养条件 43, 44]。所有的微藻脂肪酸在相同C16和C18链。棕榈脂肪酸(0)是一个主要的脂肪酸在大多数微藻的研究。一些关键的燃料参数如氧化稳定性、十六烷,碘值和粘度与甲酯成分和结构配置。从目前的文献,发现FAs的脂肪酸所示 美国costatum更好的燃料特性,因此它可能是一个可行的内燃机的燃料来源。

目前的研究提供了一个科学依据的使用microalga作为生物燃料的原料。仍在初步阶段,需要进一步的研究在其他参数。也表明它可能在未来改善生物柴油的特性,通过基因工程的父母油,这可能最终导致燃料富含改善燃料属性的组合。

 利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

 作者的贡献

Chowdhury。Monirul哈桑和塔尼亚Sharmin设计执行的研究和实验在实验室工作。谢赫Aftabuddin已经协助微藻株的收集和识别和准备他们的成长环境。玛拉汗提供了她的实验室设施分析化合物。Chowdhury。Monirul哈桑谢赫Aftabuddin, Md。Atiar拉赫曼,塔尼亚Sharmin起草。煽动内乱。Atiar拉赫曼在数据分析和解释的结果。所有作者阅读和批准的最终版本。

 确认

作者感谢BCSIR的权威,达卡,生物化学和分子生物学系主席和海洋科学研究所的主任和渔业,吉大港大学提供实验室设施和支持增强的研究。

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