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微藻油提取预处理方法：批判性评价和比较分析

玛丽亚姆·阿尔·哈塔布和阿卜杜勒·加利

微藻生物质可用于生产多种增值产品，如生物柴油、生物乙醇、沼气、生物氢、鱼饲料、动物饲料、人类食品补充剂和皮肤护理产品。利用微藻生物质生产增值产品需要藻类生物质的生长和回收、所需产品的提取和下游加工。在工业规模上使用微藻生物质生产生物柴油的主要障碍之一是高昂的加工成本。提高微藻生物质的脂质回收效率将导致更高的产品产量（生物柴油）。因此，本研究的目的是回顾当前用于微藻预处理的方法并进行比较分析，以确定大规模使用时最经济有效的方法。所研究的预处理方法的有效性根据以下因素进行评估：(a) 细胞壁破坏效率、(b) 成本、(c) 毒性、(d) 大规模使用的适用性、(e) 时间、(f) 可重复使用性和(g) 维护。不同的处理方法包括机械技术（摇动容器和搅拌珠磨机以及喇叭和水浴超声处理）、热方法（蒸汽爆炸、冷冻干燥和高压灭菌器）、电磁辐射（微波）和生物处理（酶处理）。结果表明，在研究的 9 种微藻方法中，机械、热和电磁辐射技术是合适的。这些方法是水浴超声处理 (81)、蒸汽爆炸 (93) 和微波辐射 (87)。微波辅助微藻预处理技术快速、有效破坏细胞壁、无毒、可以大量使用，并且介质可以重复使用，但它的维护成本很高。水浴超声技术可有效降解细胞壁，无毒，技术快速，所需维护最少，但成本高且难以大规模工业化应用。蒸汽爆破预处理能有效降解微藻细胞壁，释放细胞内成分，快速，可重复使用，成本相对较低，环保可重复使用，但具有物种特异性。总体而言，与其他预处理技术相比，这三种技术的有效性、快速性和相对较低的成本抵消了其负面影响。其他机械提取方法存在运营成本高、处理时间长、维护成本高，规模化难度大。冷冻干燥和高压灭菌技术被认为是不合适的微藻预处理技术，因为成本高、放大难度大且处理时间长。生物预处理技术被认为不适合，因为购买酶的成本高、处理后回收/分离困难、处理时间长、高效率需要高维护。