栄養と食品科学ジャーナル
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概要

微細藻類油抽出前処理法：批判的レビューと比較分析

マリアム・アル・ハッタブとアブデル・ガーリー

微細藻類バイオマスは、バイオディーゼル、バイオエタノール、バイオガス、バイオ水素、魚の飼料、動物の飼料、人間の栄養補助食品、スキンケア製品など、数多くの付加価値製品を生産するために使用できます。微細藻類バイオマスから付加価値製品を生産するには、藻類バイオマスの増殖と回収、目的の製品の抽出と下流処理が必要です。バイオディーゼルの生産のために工業規模で微細藻類バイオマスを使用する際の大きな障害の 1 つは、処理コストが高いことです。微細藻類バイオマスからの脂質回収効率を高めると、製品 (バイオディーゼル) の収量が増加します。したがって、この研究の目的は、微細藻類の前処理に使用されている現在の方法を確認し、大規模使用に最も経済的に効率的な方法を決定するために比較分析を行うことでした。調査した前処理方法の有効性は、(a) 細胞壁破壊効率、(b) コスト、(c) 毒性、(d) 大規模使用への適合性、(e) 時間、(f) 再利用性、(g) メンテナンスに基づいて評価しました。さまざまな処理方法には、機械的手法 (振盪容器、撹拌ビーズミル、ホーンおよびバス超音波処理)、熱処理 (蒸気爆発、凍結乾燥、オートクレーブ)、電磁放射線 (マイクロ波)、および生物学的処理 (酵素) が含まれます。結果は、調査した 9 つの微細藻類方法のうち、機械的、熱的、および電磁放射線手法が適切であることを示しました。これらの方法は、バス超音波処理 (81)、蒸気爆発 (93)、およびマイクロ波照射 (87) でした。マイクロ波支援微細藻類前処理技術は、迅速で、細胞壁破壊に効果的で、無毒で、大量に使用でき、培地を再利用できますが、メンテナンスコストが高いという問題があります。浴超音波処理法は細胞壁の分解に効果的で、無毒で、最小限のメンテナンスで迅速に処理できるが、コストが高く、工業用にスケールアップするのが難しいという欠点がある。蒸気爆発前処理は微細藻類の細胞壁の分解に効果的で、細胞内成分を放出し、迅速で、再利用可能で、比較的低コストで、環境に優しく、再利用可能だが、種特異的である。全体として、これら 3 つの技術のマイナス面は、他の前処理技術と比較した場合の有効性、迅速性、および比較的低コストによって補われている。他の機械的抽出法は、運用コストが高く、処理時間が長く、メンテナンス コストが高く、スケールアップが難しいという欠点がある。凍結乾燥法とオートクレーブ法は、コストが高く、スケールアップが難しく、処理時間が長いため、微細藻類の前処理技術としては不適切であると判断された。生物学的前処理技術は、酵素の購入に関連するコストが高く、処理後の回収/分離が難しく、処理時間が長く、高効率のためにメンテナンスに手間がかかることから、不適切であると判断された。