通过在高pH下使用马铃薯皮水解液进行供料分批混养培养，提高Tetradesmus obliquus的中性脂质产量

把厨房废料变成清洁燃料

每天，生产薯条和薯片的工厂都会丢弃大量马铃薯皮。本研究提出了一个看似简单但意义重大的问题：这些“垃圾”是否可以被转化为廉价的培养基，用来培养微小的藻类，而这些藻类又能成为更清洁柴油的来源？通过将食品废弃物与能在强碱性水体中茁壮生长的耐逆藻株相结合，研究人员探索了一条低成本、低污染的可持续生物柴油路线。

为什么藻类对未来能源重要

微藻是生长迅速的类植物微生物，能捕捉二氧化碳并在细胞内储存大量油脂。这些油脂，尤其是一类称为中性脂质的脂肪，可以被转化为在普通柴油机中使用的生物柴油。与用于生物燃料的豆类或棕榈等作物不同，藻类不占用农田且可在受控罐体中培养。然而，培养藻类所需的投料与维护成本较高，以及污染的风险，阻碍了其商业规模化生产。

让废弃的薯皮获得第二次生命

研究团队没有购买纯糖或其他昂贵的配料来喂养藻类，而是从当地餐馆收集马铃薯皮，并使用一种常见真菌将其分解。在四天内，真菌消化了坚韧的皮料并释放出糖类、蛋白质及少量其他营养物质，形成一种称为马铃薯皮水解液的液体。这种液体成为一种低成本“培养汤”，可补充光照和二氧化碳，使藻类以混养方式生长——即同时利用光能和有机碳源。

在严苛但有利的条件下培养藻类

研究人员使用了一种天然耐受强碱性的绿藻Tetradesmus obliquus。他们将培养基起始pH值调到11，这一水平会抑制或杀死许多可能侵入培养槽的非目标微生物。在这些严苛但稳定的条件下，藻类生长更快、产油量高于中性pH条件。当以小剂量定期加入马铃薯皮水解液（供料分批法）时，生物量产量相比仅靠光和二氧化碳的培养提高了最多约1.8倍，中性脂质形成量则提高了约2.5倍。

微调营养以提升有用油脂

除了加入来源于薯皮的培养液外，科学家还调整了关键营养元素——氮、磷和硫的水平，观察营养应激如何重塑油脂生产。轻度缺氮或缺硫，并在高pH条件下配合马铃薯皮供料，会促使细胞更多地储存中性脂质而不致于生长崩溃。在这些优化条件下，日均储存油脂产出几乎提升到标准完全供养培养的三倍。化学分析显示，所得脂肪大多属于适合用于生物柴油的范围，富含16和18碳链且以单不饱和为主，这与良好的发动机性能和燃料稳定性相关。

这对日常燃料意味着什么

当将藻类油在理论上“试跑”评估其作为生物柴油的性质——包括点火质量、低温性能和如闪点等安全相关指标——这些指标均符合国际燃料标准。通俗地说，来自以马铃薯皮废弃物为饲料并在强碱水中生长的藻类所提取的油脂，能够被转化为可被发动机可靠使用的柴油替代品。尽管放大生产仍需要稳健的反应器和高效的收获方法，但这项工作表明，一个令人头疼的食品工业副产物可以被转变为清洁能源的有价值投入，连接了餐桌与油箱之间的循环。

引用: Gomaa, M., Mohamed, A.K.S.H., Youssef, A.M. et al. Improved neutral lipid production from Tetradesmus obliquus through fed-batch mixotrophic cultivation at high pH using potato peel hydrolysate. Sci Rep 16, 4713 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36418-0

关键词: 微藻 生物柴油, 马铃薯皮废弃物, 混养培养, 碱性培养, 中性脂质产量