油料作物开启生物柴油新纪元
油料作物开启生物柴油新纪元
随着全球人口的增加和工业化进程的加快，全球发展面临着能源短缺等重大问题，可利用的化石能源逐渐减少，加速了人们对替代能源的寻找，可再生能源作为化石燃料的潜在替代品变得越来越重要。
山东省农业科学院闫振辉等研究人员在中国工程院院刊《Engineering》2023年10月刊发表了题为“Oil Crops: A Potential Source of Biodiesel”（油料作物——生物柴油的潜在来源）的观点述评文章，综合分析了油料作物在全球能源短缺背景下，作为生物柴油重要来源的潜力和必要性。此外，文章探讨了油料作物生物柴油的生产技术、环境效益以及通过现代生物技术提高作物油产率的前景，并强调了在化石燃料逐渐减少的情况下，发展生物柴油是减少全球能源依赖和提高能源安全的关键策略。
文章指出，农业生产面临着巨大的挑战，包括极端天气事件频发，生产效率有待大幅度提高，投入成本高等一系列问题，这就需要人们利用现代育种和生物技术方法提高油料作物产油率。例如，在中国种植1.314 × 107hm2（1 hm2= 10 000 m2）的油菜籽，其含油量每增加1%，相当于增加3.0 × 105hm2的油菜籽油产量。有许多潜在的目标可以被操纵来增加油料作物种子中的含油量，人们尝试针对生物过程中的源（即光合作用和脂肪酸的生物合成）和汇（即三酰甘油酯组装）步骤来增加油的产量，以满足消费者和工业对植物油日益增长的需求。值得注意的是，文章还总结了较少受到关注但有希望的领域：①多年生油料作物的驯化选育、②操纵自噬途径、③在非种子/果实组织中积累储藏油。
世界石油资源的减少和油价的剧烈波动是威胁21世纪人类社会发展的挑战。生物柴油是解决全球能源危机、具有潜力的柴油替代品，毫无疑问，油料作物将对人类作出更大的贡献，并有可能使油料作物在化石资源枯竭后很长一段时间内成为生物柴油的主要来源之一。同时，利用现代育种和生物技术方法提高油料作物含油量并调整植物油中的脂肪酸比例，包括高比例的单不饱和脂肪酸（C16:1, C18:1）、低比例的多不饱和脂肪酸（C18:2, C18:3）和适量的饱和脂肪酸（C16:0, C18:0），从而为油料作物增产提供新的策略。然而，高效可靠、环保低碳、廉价的催化剂和绿色生产工艺的发展也是生物柴油产业化面临的重大挑战。
本文原文来自《Engineering》期刊