浒苔厌氧发酵制取沼气的研究.doc

浒苔厌氧发酵制取沼气的研究 第一章 绪论 1.1研究的目的和意义 浒苔[Enteromorpha prolifera]俗称苔条、青海苔等，为一种广泛分布于世界各大海洋中的大型海藻类。目前，全世界已知的浒苔种类大约有80种，我国约有11种,浒苔属(Enteromorpha)在分类学上属于绿藻门(Chlorophyta)、石莼目(Ulvales) 石莼科(Ulvaceae)。该属在我国海域的常见种主要有条浒苔(E.clathrata(Roth)Grev.)、肠浒苔(E.intestinalis（Linn.）Link)、扁浒苔(E.compressa(L.)Grev.)、管浒苔(E．tubulosa Kvtz.)、浒苔(E.prolifera (Muell)J.Ag.)和缘管浒苔(E.1inza(L.)J.Ag.)[1]。浒苔藻体草绿色，管状膜质，丛生，主枝明显，分枝细长，高1米。基部以固着器附着在岩石上，生长在中潮带滩涂石砾上浒苔16550t。如何有效利用浒苔资源，已成为改善生态环境和海藻综合利用的重要课题。 本文利用浒苔厌氧发酵来制取沼气，目的主要是对浒苔的发酵条件作初步探讨，同时用实验的方法研究了浒苔的产沼气潜力，为浒苔产沼气的合理利用提供了一个参考，为工业上的应用与生产作一定的探索。本文的意义主要有两个：一方面，浒苔滋生是形成“绿潮”的主要原因，大规模聚集会对生态环境造成严重的破坏。如果能大规模地将这种废弃的生物质打捞，就能解决环境污染问题；另一方面，生物质厌氧发酵制取的沼气是一种可再生清洁能源，将浒苔作为产生沼气的原料，这样又能够在一定程度上缓解能源危机。 1.2浒苔的利用背景与研究现状 1.2.1浒苔在食品中的应用 浒苔自古以来就被认为食用和药用藻类，《本草纲目》和《随恩居饮食谱》均有记载[3]。浒苔的营养价值很高，国内外相关报道很多。徐大伦等[4]研究了舟山定海浒苔的营养成分，表明浒苔中粗蛋白含量为13．21％，脂肪为l. 04％，灰分为21．87％；另外，浒苔氨基酸中谷氨酸含量较高，占总氨基酸含量的13．80％；不饱和脂肪酸中亚麻酸的含量最高，占总脂肪酸含量的15.98％。浒苔营养丰富，在食品中添加浒苔粉，既可提高食品色、香、味，还可改善食品营养价值。在日本，浒苔粉和浒苔片作为食品配料或营养添加剂，已广泛应用于各种食品，如：膨化食品、海苔饼干、海苔花生、海苔干脆面等；浒苔绿藻精等浒苔活性成分提取物大多用于功能食品的开发。我国也对开发新型浒苔食品进行了探索，生产出浒苔挂面、浒苔酱、浒苔汤料、浒苔果冻，浒苔绿藻精饮料和浒苔功能食品等[2]。 利用海藻粉作为饲料原料已有数十年的历史。爱尔兰、英国、南非、印度、新西兰等国相继建立海藻饲料专业加工工厂，实现海藻饲料规模化生产[5]。浒苔作为饲料加工的原料在日本、英国、新西兰等许多国家已有了产业化的发展。我国农科院饲料研究所也对浒苔饲料进行了研究，试验证明，在饲料中添加5％的浒苔精粉饲养蛋鸡，可使鸡蛋中胆固醇降低21.6％[6]。庞国兴等[7]对浒苔作为饲料原料的产业化技术的可行性进行了研究，确定了浒苔饲料生产所需的工艺和机器设备。 浒苔作为新型有机肥料，近年来也有很快的发展，代替了一部分传统的化肥。由于海藻具有的丰富营养成分，对农作物增加产量和改善品质有明显作用。例如，浒苔在日本是重要的农家有机肥料，千叶县及琦玉县有规模较大的浒苔肥料生产厂家[8]。我国学者曾开展了利用浒苔和玉米秸秆为主要原料的堆肥技术研究，采用高温堆肥技术进行堆肥处理，利用堆肥进行大白菜生产试验，结果表明浒苔堆肥对大白菜具有明显的增产作用，肥效与鸡粪堆肥相当，也可减少无机化肥的施用量，避免养分流失和对环境的污染[9]。 1.2.2浒苔多糖和其他活性物质提取 浒苔中含有多种生物活性物质提取，有研究表明，食用浒苔可明显降低胆固醇，而且对甲状腺肿大、咳嗽、哮喘等症状有显著的疗效，能解热镇痛[10]。目前对浒苔多糖提取研究开展的较多，周慧萍曾以Sevage法除去蛋白质，用乙醇沉淀，Sephadex G一113088.8％，其中糖醛酸含量为33.6％，单糖组成为L-阿拉伯糖、L-岩藻糖、D-甘露糖、D-半乳糖及D-葡萄糖，平均分子量为25000。许福超[12]亦对浒苔多糖的分离、纯化和分析方法进行了研究。Rosario Castro等[13]的研究结果表明，浒苔多糖可以提高哺乳动物的免疫力，对贝类也具有免疫防御作用，可以用于防治养殖贝类病害。Vlachos[14]等报道了从南非采集浒苔热水提取多糖的抗菌活性，对细菌的抑制能力好于酵母菌和霉菌。McKinnell等[15]从扁浒苔的热水提取物中分离出类似淀粉的多糖，经水解和纸色谱分析，发现提取物中有约45%的葡萄糖醛酸基鼠李糖。 此外，利用浒苔提取其它活性物质