综述:绿藻中岩藻多糖的可持续生产及其碳封存潜力:一篇批判性评论
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时间:2025年09月30日
来源:International Journal of Biological Macromolecules 8.5
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本综述系统探讨了岩藻多糖的绿色生产途径及其在碳中和领域的应用潜力,为藻类生物质高值化利用与气候变化应对提供了创新视角(涉及C sequestration, ulvan等术语),具有重要的环境与能源战略意义。
岩藻多糖作为绿藻细胞壁的重要硫酸化多糖,其独特的理化特性与生物活性引起广泛关注。随着全球碳减排需求日益迫切,探索藻类生物质的碳封存(Carbon Sequestration)能力成为研究热点。绿藻通过光合作用固定二氧化碳,同时积累高值多糖,形成"碳捕获-资源化"双赢模式。
现代生物技术通过优化藻种选育、光生物反应器设计和采收工艺,显著提升岩藻多糖产率。连续梯度离心与酶解技术的结合实现了多糖的高效提取,同时减少能耗。生命周期评估(LCA)显示,集成化生产体系可降低30%碳排放,而藻类养殖过程中每吨生物质可固定1.8-2.0吨CO2。
绿藻通过Calvin-Benson循环固定无机碳,部分碳流进入岩藻多糖合成途径。这种富含硫酸基的多糖具有高度稳定性,可在海洋沉积物中长期保存。研究表明,岩藻多糖-金属复合物能形成碳埋藏的重要载体,其分子结构中的磺酸基团(-SO3H)对碳的稳定化具有促进作用。
岩藻多糖基材料在组织工程(如GM水凝胶)和药物递送系统的应用拓展了其价值链条。然而,大规模养殖的生态影响、多糖提取效率、以及碳封存量化标准仍是亟待解决的问题。未来需建立从藻类养殖到产品应用的全生命周期碳核算体系。
绿藻衍生岩藻多糖的可持续生产体系展现出巨大的碳封存潜力,其"生物精炼+碳捕获"双模式为蓝色碳汇(Blue Carbon)发展提供了新路径,但在技术经济性和环境效益平衡方面仍需深入研究。
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