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微藻研究、应用技术及发展综述

微藻营养丰富，含有微量元素和各类生物活性物质，而且易于人工繁殖，生

长速度快，繁殖周期短，所以在医药、保健品、水产养殖饵料、饲料添加剂、化

工和环保等方面具有广阔的应用前景。近几十年来，随着现代生物技术的应用，

分离鉴别手段的提高，遗传工程、基因工程等的迅猛发展，人类对微藻的研究开

发已进入一个崭新的时期。

微藻的培养和研究始于18世纪末，主要是栅藻和小球藻等淡水藻类，目的

是作为研究植物生理学的试验材料。1910年Allen和Nelson开始培养单种硅藻

饲养各种无脊椎动物。1949年，Spoehr和Milner就建议利用藻类蛋白质来解决

全球的蛋白紧缺问题。我国则从1958年开始培养作为食品和饲料的微型藻类，

中科院水生所等机构先后进行了小球藻、扁藻、褐指藻等的大量培养，建立了培

养池，为我国的微藻生产打下了基础。1972年，中科院水生所、海洋所、植物

所等不少单位又开展了螺旋藻的培养研究，而中科院水生所大量培养鱼腥藻已有

20多年。我国在藻种选育、培养基配制及某些培养技术方面，已经达到或接近

国际水平。在藻类蛋白的工厂化生产试验、藻类采收、浓缩、干燥和加工及藻类

饲料的应用试验中也取得了重大成果。

微藻研究

1.微藻化学组成研究

1.1蛋白质微藻的蛋白质含量很高，可作为单细胞蛋白（SCP）的一个重

要来源。微藻蛋白质为优质蛋白质，含有人体所需的全部必须氨基酸，但是微藻

蛋白一般缺少含硫氨基酸如胱氨酸和甲硫氨酸。

1.2脂肪微藻的总脂类含量占干物质的1~70%，多数为甘油的脂肪酸酯，

主要为含偶数磷原子的直链分子，多数淡水微型绿藻含有大量的α-亚麻酸，主

要包含单不饱和脂肪酸，极少含有三个以上双键。

1.3淀粉微藻中碳水化合物的含量一般少于20%。如盐藻12%~40%、螺旋

藻约15%、小球藻约20%等。微藻淀粉低消化率的特征，为糖尿病、肠胃系统疾

病及减肥辅助药物的研制提供了潜在的巨大商机。

1.4核酸藻所含的核酸数量超过大多数常规饲料或食物，但少于其他SCP

来源，如细菌和酵母。

1.5维生素和矿物质微藻细胞中与人体生长发育直接相关的维生素十分

丰富，其含量之高是天然食品所罕见的。据Gerdes报道，6个淡水藻种和31个

海洋藻种中VB1的含量占每克细胞干重的0.35~10.5mg/kg之间。VB2的含量也

约占40mg/kg（干重）。微藻中钾、磷、钙、镁、锌和锰等矿物元素含量也较高，

超过牛奶中同类元素的含量。

1.6色素微藻的亲脂色素（如叶绿素、类胡萝卜素）占微藻干量的5%。

微藻主要含有四种基本色素：叶绿素、叶黄素、胡萝卜素和藻胆素。但雨生红球

藻中虾青素含量特别多。

2.营养学研究

许多藻类的营养价值由其收集后的加工方法决定。除蓝绿色螺旋藻外，藻类

都有一层较厚的含纤维素的细胞壁，影响了对藻类蛋白质的利用。只要经过适当

的处理和充分消化，微藻，尤其是作为SCP来源的小球藻、栅藻、螺旋藻，其营

养价值均很高，特别是蛋白质，超过大多数其他植物蛋白，相当于作为标准的参

考蛋白质酪蛋白的80%。

1956年，就有人证明添加了小球藻和栅藻的小麦粉和面包，其营养品质得

到了改善。

3.毒理学研究

对螺旋藻和栅藻采样进行的化学和生化分析，均未检测出任何植物毒素、真

菌毒素或细菌毒素。值得注意的是，人为的有毒化学物质，特别是重金属铅、镉、

汞等对微藻的污染比较严重。不过，微藻中存在大量的磷，可与金属形成不溶于

水的金属性磷酸盐，使之不为动物所吸收。

4.微藻的收获和加工研究

收获技术与生产成本密切相关。与其它微生物过程相比，藻产物是比较

稀少的，因此需要有效的脱水步骤，并迫切需要能耗低的有效装置。微藻的

培养和收获是微藻研究中比较基础的一项研究，最基础也非常重要，在许多

研究需要较大的藻生物量时就需要科学的培养和收获加工技术。

5.微藻与食品、医药

推动微藻大量培养技术发展的最早因素，是世界人口的增加和全球性蛋白的

缺乏以及航天的需要，而关于微藻对人类的营养价值的研究则仁智互见，莫衷一

是。不过最后的结论是：用微藻作为食物是可行的。目前，一些微藻如小球藻、

螺旋藻、杜氏藻已经从粉剂、丸剂、提取物等形式投放保健食品市场或用作食品

添加剂