微藻培养技术.ppt

第十二章 微藻培养技术 授课教师：王娣 一、微藻定义及分类 ? 微藻：一般是指那些在显微镜下才能辨别 形态的 微小藻类 。 ? 微藻是一类在陆地、海洋分布广泛，营养 丰富、光合利用度高的自养植物，细胞代 谢产生的多糖、蛋白质、色素等，使其在 食品、医药、基因工程、液体燃料等领域 具有很好的开发前景。 分类： ? 水生微藻、气生微藻、陆生微藻 ? 水生又可分为：淡水生和海水生；浮游和 底栖 ? 原核微藻、真核微藻 ? 微藻种类繁多，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。 ? 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。 二、微藻的综合应用及前景 ? 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、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 。 ? 环境净化的作用 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 。 微藻生长脱氮除磷、难降解有机物、重金 属离子。微藻还能吸收一定浓度，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，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。 ? 可再生能源的制造 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 。 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，是理想的可 再生能源。 微藻培养意义 ? 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。 ? 根据微藻大规模培养过程的特点，微藻培养用反 应器要能提供以下条件： ①足够的光照。 ②合适的温度。 ③合适的无机碳源（及其他无机营养物质）。 ④合适的 pH 。 ⑤充分混合。 ⑥避免污染。 ⑦氧的析出或供给 。 三、微藻大规模培养反应器 ? 微