基于顺序分馏与特异性酶解技术的绿藻石莼(Ulva sp.)生物质综合转化研究

为解决绿藻石莼(Ulva sp.)生物质因富营养化大量堆积导致的生态经济问题，研究人员开发了一种级联提取工艺，成功实现色素、硫酸多糖(ulvan)、碱溶性半纤维素及纤维素的高附加值组分顺序回收，纤维素酶解转化率提升至84±0.7%，为绿藻生物精炼提供了可持续解决方案。

　　

在全球沿海富营养化加剧的背景下，绿藻石莼(Ulva sp.)的爆发性繁殖形成"绿潮"，每年造成大量生物质堆积。这种看似有害的现象背后，却隐藏着未被充分开发的资源潜力——石莼富含独特的细胞壁多糖（如具有抗病毒活性的硫酸多糖ulvan）和可发酵纤维素，但其复杂的结构使得传统单一提取方法难以实现高值化利用。

针对这一挑战，突尼斯迦太基大学（University of Carthage）的研究团队在《Enzyme and Microbial Technology》发表创新成果，提出级联分馏结合特异性酶解的整合工艺。研究人员首先通过化学分步提取从同批样本中依次获得色素(0.64%)、ulvan(28%)、碱溶性半纤维素(5%)和纤维素(10%)，经FTIR和单糖组成分析验证纯度后，最终对纤维素组分实施酶解糖化。关键技术包括：1)基于溶解性差异的四级顺序提取；2)傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征；3)特异性纤维素酶组合水解；4)对比全生物质与纯化纤维素的糖化效率。

生物化学组成分析
石莼样本显示14.89%的半纤维素和显著高于文献值的纤维素含量，表明其特别适合多糖分级提取。

级联分馏效果
创新性地采用"色素-ulvan-半纤维素-纤维素"四步流程，每步产物均保持结构完整性，ulvan得率达文献报道上限。

酶解效率对比
纯化纤维素的葡萄糖转化率(84±0.7%)较全生物质(74.6±0.85%)显著提升，证实分级处理可消除其他组分对纤维素酶的抑制作用。

该研究突破性地实现了绿藻生物质的近完全组分利用：色素可用于食品添加剂，ulvan满足医药需求，而高纯度纤维素为第二代生物乙醇生产提供优质底物。这种"零浪费"模式不仅解决海岸污染问题，更开创了将环境负担转化为经济资产的循环经济范式。特别值得注意的是，相比木质纤维素原料，石莼无需能耗高昂的预处理即可实现高效分馏，这对降低生物精炼成本具有重要启示。研究建立的标准化流程可推广至其他藻类资源开发，为蓝色生物经济提供关键技术支撑。