微藻

原生生物界自养生物

微藻是指那些在显微镜下才能辨别其形态的微小的藻类群体。微藻通常是指含有叶绿素a并能进行光合作用的微生物的总称，属于原生生物的一种。应用生物技术进行大量培养或生产的微藻分属于4个藻门：蓝藻门、绿藻门、金藻门和红藻门。

简介

海洋里的微藻是一类结构简单的植物，个体非常小，喜欢随着海水自由漂荡。微藻一般含有叶绿体，因而可以进行光合作用，制造丰富的有机物，释放氧气，让海洋生态系统有序运行。

微藻种类

微藻不是一个分类学的名词，而是指那些在显微镜下才能辨别其形态的微小的藻类群体。微藻通常是指含有叶绿素a并能进行光合作用的微生物的总称，属于原生生物的一种。应用生物技术进行大量培养或生产的微藻分属于4个藻门：蓝藻门、绿藻门、金藻门和红藻门。

微藻细胞中含有：蛋白质、脂类、藻多糖、β-胡萝卜素、多种无机元素（如Cu,Fe,Se,Mn,Zn等）等高价值的营养成分和化工原料。微藻的蛋白质含量很高，是单细胞蛋白(SCP)的一个重要来源。微藻所含的维生素A、维生素E、硫氨素、核黄素、吡多醇、维生素B12、维生素C、生物素、肌醇、叶酸、泛酸钙和烟酸等增加了其作为SCP的价值。藻中类胡萝卜素含量较高，具有着色和营养的作用，可用来防治癌症、抗辐射、延缓衰老,增强机体免疫力等生理作用。化学合成均为反式的β-胡萝卜素，对人体有致癌、致畸的作用，而顺式异构体在抗癌、抗心血管疾病功能比全反式异构体高，藻粉中β-胡萝卜素含量高达14%。藻细胞中甘油含量较高，是优质的化妆品原料,也是化工、轻工和医药工业中用途极广的有机中间体。藻多糖复合物可作为免疫佐剂增强抗原性和机体免疫功能，明显抑制实体瘤S180起到抗肿瘤的作用。

微藻的应用特点

在应用上，微藻具有三个基本特性。

①种类很多、生理学和生化特性范围很广，因此微藻能产生很多功能独特的脂肪、多糖、蛋白、类胡萝卜素等生物活性物质，在医药、食品、水产养殖等领域具有重要的开发价值。从微藻中获取生物活性物质已成为微藻资源开发利用的热点。

②藻能低成本地将与之结合的标记同位素BC、15N和2H带入体内，进而出现在微藻产生的各种代谢产物中。因此，利用微藻可产生稳定性同位素标记的化合物，用于人体呼吸测试诊断和测定蛋白质工程中大分子三维结构以及确定蛋白质和配基之间的相互作用关系。

③微藻包括了一个大而尚未开发的生物类群，因此，提供了一个实质上未开发的资源宝库。

这些特性决定了微藻在医药、食品、水产养殖、化工、能源、环保、农业及航天等领域有着重要的开发价值。

应用领域

医药工业

天然β-胡萝卜素具有抑制肿瘤、抗辐射和升高白细胞等作用，尤其对萎缩性胃炎、口腔溃疡、皮肤疾病和放化疗患者有着明显的辅助治疗效果。已开发出的产品有天然胡萝卜素口服液、冲剂、口含片、水分散型干粉等产品。近些年对不饱和脂肪酸（DHA、RHA）在婴儿食品和保健品中的使用都深受人们的欢迎。微藻胶体（ECP）有较强的抗肿瘤活性引起国内外专家的关注。

食品工业

藻类的粗蛋白含量超过60%，生物学产量高于任何作物。藻类蛋白的生产正在迅速发展，小球藻、栅列藻、新月藻、螺旋藻己被用作蛋白质来源，小球藻、螺旋藻、杜氏盐藻还以粉剂、丸剂、提取物等形式投放保健品市场或用作食品添加剂。

动物饲料

微藻的蛋白质含量较高，所含核酸超过常规饲料和食品，人工培养用做浮游动物的饵料，成功地用在饲养鱼类或作动物性浮游生物(如红虫、牡蛎等)。

环境检测

微藻的生长状况能直接反映水质情况，判断空气中的毒性气体，打破常规气体样品的分析和检测，Naessens. M等人将小球藻固定在疏水膜上和膜电极相连制成生物反应器，反映空气甲醇蒸汽和四氯乙烯含量。Podola B等人改用调制荧光仪检测（PAM -2000）莱茵衣藻检测气体中的甲醇、甲醛。

净化环境

Chung P.将废水处理和单细胞蛋白（SCP）的生产结合，对沼气厌养发酵的猪粪废水进行处理，螺旋藻产量为5g/m2/d。利用反应器挂膜技术可解决藻类和水的后续分离的问题。如今污水处理方法，大都依赖微生物的活动，处理后4种营养盐都达到国家排放标准。微藻生长脱氮除磷、难降解有机物、及Co、Mn、Hg等重金属离子。微藻还能吸收一定浓度NOx, SOx, H2S，在挪威、日本早已开始研究培养微藻进行环境保护。

生物技术

微藻生长周期短、耐受性的基因是生物技术关注的热点，开发新型的微藻-生物反应器，利用藻类蛋白生产口服疫苗等，用活性物质制成干粉，口服。王义琴等人将防御素基因转入椭圆小球藻细胞内，生产昂贵的防御素已取得一定的成果，但仍有一个巨大的未知藻类待人们去开发。

可再生能源

藻中富含的酯类和甘油是制备液体燃料的良好原料；微藻热解制备的生物质燃油热值高，是木材或农作物秸秆的1.4～2倍。在世界能源消耗中，生物质能已占14%。将微生物和微藻混合培养，生产高纯度的乙醇、甲醇、丁烷等能源化合物，微藻最大的可利用之处在于其干细胞中含有微藻油70%以上，是亚临界生物技术合成生物柴油的最佳原料，是理想的可再生能源。

我国人口多，增长速度快，耕地面积以每年1.6%的比率递减，光和效率高于常规作物，微藻生产成本低、营养物质丰富、经济效益高、用途广泛的特点，使藻类在各领域的研究工作蓬勃发展，尤其在医药业，对人类的身体健康有着突出的贡献，可带来巨大的经济效益，是一个很有潜力的经济开发项目。

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