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基本信息
- 項目名稱：
- 渤海水域產(chǎn)催化“生物柴油”脂肪酶菌株的篩選
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 生物柴油是一種清潔可再生的生物能源。與不可再生的石油能源相比：使用生物柴油可顯著減少污染物及溫室氣體的排放；生物柴油可生物降解；在適宜的地區(qū)種植油料作物，還可保護(hù)生態(tài)、美化環(huán)境；利用廢食用油生產(chǎn)柴油，可以減少含有毒物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境，又可做到廢物利用。本項目采用橄欖油為底物誘導(dǎo)菌株產(chǎn)生催化生產(chǎn)生物柴油的脂肪酶，從44種渤海水域真菌純種中篩選出了一種可產(chǎn)脂肪酶的菌種。經(jīng)形態(tài)學(xué)初步鑒定該菌為青霉屬某種。
- 詳細(xì)介紹：
- 石油、煤等化石燃料是不可再生能源，并且燃燒產(chǎn)物對環(huán)境造成污染。為解決能源緊缺以及現(xiàn)有能源的使用對環(huán)境造成的不良影響，生物燃料的研制與開發(fā)已成為當(dāng)今新能源開發(fā)的必然趨勢。 生物柴油作為可再生的生物能源將成為以后重要的能源之一。生物柴油通常由植物油和動物脂肪制取，可應(yīng)用于傳統(tǒng)的柴油發(fā)動機(jī)，與石油柴油相比，其二氧化碳排放量要減少高達(dá)80％。目前，生物柴油主要用化學(xué)法生產(chǎn)，即用動植物油脂與甲醇或乙醇在230-250℃、酸或堿催化的作用下生成。但此法存在工藝復(fù)雜、耗能高、醇必須過量、反應(yīng)液色澤深、雜質(zhì)多、產(chǎn)物難提純、有廢堿液排放等缺點。為此，人們開始關(guān)注酶法合成生物柴油技術(shù)，脂肪酶為國際公認(rèn)的生產(chǎn)生物柴油的關(guān)鍵酶，脂肪酶不僅能催化底物天然油脂水解 ,也能在非水相中催化酯合成、 轉(zhuǎn)酯化等反應(yīng)，而且脂肪酶催化反應(yīng)條件溫和、 反應(yīng)條件溫和、 醇用量小、 甘油易回收和無廢物產(chǎn)生等優(yōu)點。目前我國大多從陸地資源分離出產(chǎn)脂肪酶的菌株，海洋資源還利用的較少，如南海和黃海，但高效的脂肪酶并不多見。我們通過實驗，利用指導(dǎo)老師提供的渤海水樣和原始待測菌種將從渤海的微生物中進(jìn)行篩選與鑒定，達(dá)到分離出高產(chǎn)脂肪酶的菌種的目的。篩選出了一種可產(chǎn)脂肪酶的菌種，經(jīng)測定該菌產(chǎn)酶的最適氮源為蛋白胨，最適產(chǎn)酶溫度為25℃，pH自然條件下產(chǎn)脂肪酶量較高，達(dá)到49.6u/ml 。經(jīng)形態(tài)學(xué)初步鑒定該菌為青霉屬某種(Penicilium sp.)。
作品圖片
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 目的：從渤海水域中篩選出可催化生產(chǎn)生物柴油的高效產(chǎn)脂肪酶的菌種 基本思路：一、從指導(dǎo)老師提供的渤海水樣和原始待測菌株中篩選出可產(chǎn)脂肪酶的菌種。二、根據(jù)培養(yǎng)基中不同的生長條件的設(shè)定，從而優(yōu)化篩選出可高效產(chǎn)脂肪酶的菌種。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨特之處
- 生物柴油為可再生生物能源之一，可應(yīng)用于傳統(tǒng)柴油發(fā)動機(jī)，與石油柴油相比，其二氧化碳排放量減少高達(dá)80％。目前，生物柴油主要用化學(xué)法生產(chǎn)，但工藝復(fù)雜、耗能高、產(chǎn)物難提純。脂肪酶為生產(chǎn)生物柴油的關(guān)鍵酶，可催化底物天然油脂水解 ,有反應(yīng)條件溫和、無廢物產(chǎn)生等優(yōu)點。目前我國利用海洋資源分離出產(chǎn)脂肪酶的菌株極少，且高效的菌株并不多見。我們從指導(dǎo)老師提供的渤海原始菌種中篩選與鑒定，分離得到一株高產(chǎn)脂肪酶的菌種。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 生物柴油是一種清潔可再生的生物能源，發(fā)展立足于本國的生物柴油產(chǎn)業(yè)不僅有益于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，而且是保障中國能源安全與國防安全的重大戰(zhàn)略措施之一。，與不可再生的石油能源相比：使用生物柴油可顯著減少污染物及溫室氣體的排放；生物柴油可生物降解；在適宜的地區(qū)種植油料作物，還可保護(hù)生態(tài)、美化環(huán)境；利用廢食用油生產(chǎn)柴油，可以減少含有毒物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境，又可做到廢物利用
學(xué)術(shù)論文摘要
- 生物柴油是一種清潔可再生的生物能源，而脂肪酶是生物柴油催化生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵酶。因此，本實驗采用橄欖油為底物誘導(dǎo)菌株產(chǎn)生催化生產(chǎn)生物柴油的脂肪酶，從微生物實驗室的44種渤海水域真菌純種中篩選出了一種可產(chǎn)脂肪酶的菌種，對其最適產(chǎn)酶條件進(jìn)行研究，經(jīng)測定該菌產(chǎn)酶的最適氮源為蛋白胨，最適產(chǎn)酶溫度為25℃，pH自然條件下產(chǎn)脂肪酶量較高，達(dá)到49.6u/ml 。培養(yǎng)周期為96h，轉(zhuǎn)速為120r/min。經(jīng)形態(tài)學(xué)初步鑒定該菌為青霉屬某種(Penicilium sp.)。
獲獎情況
- 作品在2011年5月天津師范大學(xué)科技立項比賽中獲得金獎，并發(fā)表于天津師范大學(xué)學(xué)報《繼之論壇》。
鑒定結(jié)果
- 目標(biāo)菌株1株，公開發(fā)表論文1篇
參考文獻(xiàn)
- 現(xiàn)有技術(shù)： 濾膜過濾富集培養(yǎng)、油脂培養(yǎng)基篩選、平板劃線分離法、發(fā)酵培養(yǎng)基培養(yǎng)、搖床培養(yǎng) 借鑒的相關(guān)文獻(xiàn)有: [1] 張樹政. 酶制劑工業(yè)[M]北京:科學(xué)出版社,1984,655 - 668. [2] 孫宏丹,孟秀香,賈莉,等.微生物脂肪酶及其相關(guān)研究進(jìn)展[J]大連醫(yī)科大學(xué)學(xué)報，2001，23（4） [3] 閆云君,舒正玉,楊江科.細(xì)菌脂肪酶的結(jié)構(gòu)和功能研究進(jìn)展[J]食品與生物技術(shù)學(xué)報，2006, 25( 4) [4]董宏偉,孫謐,王躍軍,等.海洋微生物低溫堿性脂肪酶的純化與性質(zhì)研究[J]海洋與湖沼，2004，359(4) [5] 談重芳，王雁萍，陳林海,等.微生物脂肪酶在工業(yè)中的應(yīng)用及研究進(jìn)展[J]食品工業(yè)科技2006，（7）：193-195 [6]胡朝陽，韋晗寧，李春苑,等.產(chǎn)脂肪酶菌株的篩選及酶學(xué)的特性研究[J]廣西農(nóng)業(yè)生物科學(xué)，2006， 25（3）：261-268 [7] 張振乾，官春云.可催化生產(chǎn)生物柴油脂肪酶產(chǎn)生菌的篩選及其培養(yǎng)條件研究[J]2009，34（1）：41-45 [8]裴培,鄭風(fēng)田,崔海興.中國生物柴油發(fā)展的現(xiàn)狀、潛力與障礙分析[J]林業(yè)經(jīng)濟(jì)，2009（3）：65-70 [9]晨曦.Right and Wrongs For Bio-Energy[J]ECOLOGICAL ECONOMY：22-29
同類課題研究水平概述
- 中國生物柴油的生產(chǎn)最早使用的原料是植物油下腳料和潲水油, 我國生物柴油的原料來源主要有三類： 一是大量的高含油量的野生油料植物，如麻風(fēng)樹、黃連木、文冠果、鹽角草、油沙豆等；二是菜籽油、棉籽油等食用油料作物，可以用來小規(guī)模生產(chǎn)生物柴油；三是餐飲等廢油。 據(jù)統(tǒng)計，到2020年中國發(fā)展生物柴油將達(dá)到500萬噸。 美國威斯康星大學(xué)Nelson環(huán)境研究學(xué)院2007年10月中旬發(fā)布對世界226個國家生物柴油生產(chǎn)潛力的報告。報告認(rèn)為，世界生物柴油生產(chǎn)潛力的上限將從現(xiàn)在119個國家470億升提高到510億升（135億加侖）。美國加利福尼亞州作為新的綠色州，于2009年11月14日宣布，計劃建設(shè)兩座生物柴油裝置。 目前，巴西是世界上唯一一個在全國范圍內(nèi)不供應(yīng)純汽油的國家，境內(nèi)提供乙醇燃料的加油站已達(dá)3.5萬個。聯(lián)合國公布的一份報告顯示，目前，巴西消費的燃料中有46％是乙醇等可再生能源，高于全球13％的平均水平，僅2008年巴西就實現(xiàn)減排2580萬噸溫室氣體。 據(jù)阿根廷可再生能源協(xié)會的最新報告顯示，德國是全球最大的生物柴油生產(chǎn)國，2008年生產(chǎn)了280萬噸生物柴油；排名第二的是美國，2008年生產(chǎn)生物柴油230萬噸；排名第三的是法國，2008年生產(chǎn)了180萬噸的生物柴油；排名第四的是巴西，2008年的生物柴油產(chǎn)量達(dá)到102萬噸，排名第五的是阿根廷96萬噸。
