In recent years, there has been increased interest in the study of microalgae because of their great potential as an alternative resource for biofuel and their many field applications, such as in aquaculture feeds, pharmaceuticals and human food [1]. Therefore, it is important to characterize and quantify microalgal cell composition. In addition to carbohydrates, proteins and lipids, ash content is an important parameter for evaluating the cultivation efficiency of microalgae as a raw material. Microalgal ash content varies among different species, cultivation conditions, harvesting processes and so on. To assess the conversion of inorganic compounds into organic compounds based on ash-free dry weight, which eliminates the variability that may arise from samples with different ash contents, a standardized measurement of ash content is critical. Currently, the standard terminal ashing temperature for microalgae remains unknown. Different ashing temperatures have been used for microalgae [2], [3], [4] and [5]: lower ashing temperatures lead to incomplete combustion, resulting in higher ash content, whereas higher ashing temperatures lead to the volatilization of some minerals, such as potassium. Thus, the ashing temperature of microalgae must be optimized. A muffle furnace is the most commonly used equipment for ash determination, which usually requires several grams of starting material to ensure accurate measurements and consists of multiple steps. Thermogravimetric (TG) analysis incorporates precise temperature control and is the most commonly used thermoanalytical technique for thermal characteristic studies. TG has been widely applied to study the combustion or pyrolysis of microalgae [6], [7] and [8], as it only requires several milligrams of a sample and is more automated than the muffle method. Moreover, there are many studies on the qualitative and quantitative analyses of biomass by TG analysis [9], [10] and [11]. For example, triacylglycerol in Chlorella sp. has been estimated by this method [11]. Carrier et al. [10] investigated TG analysis as a new method of determining lignin, hemicellulose and α-cellulose contents in biomass using derivative thermogravimetric analysis (DTG) curves.
In this work, the TG technique was optimized to analyze the ash content and cell composition, including carbohydrates, proteins and lipids, of microalgae. Gaussian–Lorentzian multi-peak fitting was used to decompose overlapping DTG curves. The compositions of 4 representative species of microalgae, which selectively accumulated carbohydrates, proteins or lipids under different culture conditions, were analyzed via TG. The results showed that TG could determine ash content and that it is also one of the fastest methods of quantitating microalgal cell composition; therefore, this technique can be applied to microalgal screening and the determination of microalgal physiological status during cultivation.
ในปีที่ผ่านมา มีแล้วสนใจเพิ่มขึ้นในการศึกษาของ microalgae เพราะศักยภาพที่ดีของพวกเขาเป็นทรัพยากรทดแทนเชื้อเพลิงชีวภาพและฟิลด์ในโปรแกรมประยุกต์ เช่นในตัวดึงข้อมูลสัตว์น้ำ ยา และอาหารสัตว์ [1] ดังนั้น จึงเป็นสิ่งสำคัญในการกำหนดลักษณะ และการกำหนดปริมาณส่วนประกอบเซลล์ microalgal คาร์โบไฮเดรต โปรตีน และโครงการ เถ้าเนื้อหาเป็นพารามิเตอร์สำคัญในการประเมินประสิทธิภาพการเพาะปลูกของ microalgae เป็นวัตถุดิบ Microalgal เถ้าเนื้อหาแตกต่างกันไประหว่างสายพันธุ์ต่าง ๆ สภาพการเพาะปลูก เก็บเกี่ยวกระบวนการและ การประเมินการแปลงเป็นสารอนินทรีย์ที่เป็นสารอินทรีย์ตามน้ำหนักแห้งที่ปราศจากเถ้า ซึ่งช่วยสำหรับความผันผวนที่อาจเกิดขึ้นจากตัวอย่างที่มีเนื้อหาเถ้าต่าง ๆ การประเมินมาตรฐานของเถ้าเนื้อหาเป็นสิ่งสำคัญ ปัจจุบัน อุณหภูมิมาตรฐาน ashing เทอร์มินัลสำหรับ microalgae ยังคงไม่ทราบ ใช้อุณหภูมิ ashing ต่าง ๆ สำหรับ microalgae [2], [3], [4] [5]: ashing อุณหภูมิทำให้เผาไหม้สมบูรณ์ เกิดในเนื้อหาเถ้าสูง ในขณะที่อุณหภูมิ ashing สูงทำ volatilization ของแร่ธาตุบางอย่าง เช่นโพแทสเซียม ดังนั้น อุณหภูมิ ashing ของ microalgae ต้องปรับให้เหมาะ เตาเป็นเตาเป็นอุปกรณ์ที่ใช้บ่อยที่สุดสำหรับการกำหนดเถ้า ซึ่งโดยปกติต้องหลายกรัมของเริ่มต้นวัสดุเพื่อให้แน่ใจว่าการประเมินถูกต้อง และประกอบด้วยหลายขั้นตอน วิเคราะห์ Thermogravimetric (TG) ประกอบด้วยการควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำ และเป็นเทคนิคที่ใช้บ่อยที่สุด thermoanalytical ศึกษาลักษณะความร้อน TG ได้ถูกใช้อย่างกว้างขวางในการศึกษาการเผาไหม้หรือไพโรไลซิของ microalgae [6], [7] [8], และมันต้อง milligrams หลายของตัวอย่างเท่านั้น และเป็นอัตโนมัติมากขึ้นกว่าวิธีเตา นอกจากนี้ มีหลายการศึกษาวิเคราะห์เชิงคุณภาพ และเชิงปริมาณของชีวมวลโดย TG วิเคราะห์ [9], [10] [11] และ ตัวอย่าง triacylglycerol ใน Chlorella sp.มีการประเมิน โดยวิธีนี้ [11] ขนส่งร้อยเอ็ด al. [10] ตรวจสอบวิเคราะห์ TG เป็นวิธีใหม่ของการกำหนดเนื้อหา lignin, hemicellulose และ เซลลูโลสด้วยกองทัพในชีวมวลที่ใช้เส้นโค้งอนุพันธ์ thermogravimetric วิเคราะห์ (ดี)In this work, the TG technique was optimized to analyze the ash content and cell composition, including carbohydrates, proteins and lipids, of microalgae. Gaussian–Lorentzian multi-peak fitting was used to decompose overlapping DTG curves. The compositions of 4 representative species of microalgae, which selectively accumulated carbohydrates, proteins or lipids under different culture conditions, were analyzed via TG. The results showed that TG could determine ash content and that it is also one of the fastest methods of quantitating microalgal cell composition; therefore, this technique can be applied to microalgal screening and the determination of microalgal physiological status during cultivation.
การแปล กรุณารอสักครู่..
