中国螺旋藻生物技术及产业化

前言:过去的30年,我国螺旋藻生物技术及产业化发展很快,取得了显著成就。本文将从藻种选育、规模化养殖、产品质量安全、多元化产品开发及组学时代下的螺旋藻生物技术进展进行综述,简要介绍国内外螺旋藻生物技术及产业化发展现状,并针对我国螺旋藻产业发展存在的问题与挑战,提出新时期螺旋藻产业持续发展的3+3战略。

 

规模化养殖技术逐步成熟

    目前,螺旋藻规模化养殖技术日趋成熟,从东到西,自南到北,螺旋藻养殖场遍布我国各省市,并集中在一些区域,例如我国内蒙古、云南、广西、海南、江西、江苏、山东等省。

    规模化养殖过程中,除了需要获得优良藻株外,水源、温度、光照、培养基、培养方式等都是需要考虑的重要因素。我国螺旋藻养殖方式主要以跑道式培养池为主,也有一些探索用光反应器生产螺旋藻的尝试。例如,我国北方地区冬季温度较低,螺旋藻无法生长且光照较强,螺旋藻在露天养殖情况下会受到光抑制而影响生长,故在螺旋藻养殖池安装了薄膜大棚,用来调控螺旋藻生长。而在我国南方地区,由于温度适宜,多采用开放式跑道池养殖螺旋藻。

      由于螺旋藻养殖过程较为粗放,容易引起原生动物等各类污染,开展螺旋藻养殖过程污染控制是规模化养殖中需要关注的关键技术问题。目前,引起螺旋藻养殖污染的生物种类主要包括溶藻细菌、病毒、杂藻以及浮游动物等。其中以轮虫为主的浮游动物污染是螺旋藻培养中比较突出的问题黄园等(2014)开发了以苦皮藤素/川楝素为主的植物源杀虫剂,并进行了户外使用安全性评估,效果良好。

 

高值化产品研发有待加大投入

      我国螺旋藻产品有几十种,主要分为两类,一类是以整细胞形式或经过简单的溶解等加工而成的产品,另一类是利用化学提取的方法从螺旋藻整细胞中分离提取获得的活性物质,例如藻蓝蛋白、螺旋藻多糖、藻蓝蛋白多肽等系列产品。但由于市场等因素的制约,目前市场上销售的产品仍以藻粉(分为药品级、食品级、饲料级)、藻片为主,各类以螺旋藻为原料的复方产品为辅。

      以螺旋藻为原料,经过提取分离纯化而成的藻蓝蛋白,作为食品着色剂,是目前螺旋藻深加工开发的主要产品。2012年,国家卫生部颁布通知面向全社会征集,关于“拟撤消藻蓝等38种产品作为食品添加剂”的意见,引起产业界内外的关注。来自微藻产学研一线的专家、企业家,联名向卫生部提交了“关于保留藻蓝作为食品添加剂的建议”,建议得到了相关部门的认可与采纳。

    此外,提取藻蓝蛋白后剩余的藻渣中仍含有丰富的螺旋藻多糖和各类营养物质,以该藻渣为原料提取螺旋藻多糖,构建藻蓝蛋白-螺旋藻多糖-藻渣联产的制备工艺应是下一步实现资源循环增值利用的技术攻关重点。螺旋藻多糖具有抗肿瘤、提高免疫力等多种功效,具有良好的应用前景。剩余的藻渣作饲料添加剂饲喂鸡鸭等家禽动物,不仅能够提高家禽的抗病能力,而且为家禽提供丰富的营养物质。该工艺的研发不仅可以实现废弃藻渣资源的再利用,而且能够提高产品利润,拓宽螺旋藻的应用范围,也是为螺旋藻产品在饲料领域的应用探索新出路。

                                                                           

 

 

文章节选自:《中国藻类产业30年回顾(一)》

Related Posts

Read More

光语为您介绍——角毛藻

本文主要介绍了硅藻中常见的一类,角毛藻。角毛藻属于硅藻门,细胞呈扁椭圆形,壳面多为椭圆形,常借角毛形成链状或相互连接。它种类繁多、分布广泛,在我国近海是重要的浮游硅藻。 角毛藻生活在海水、半咸水及极少数淡水中,适宜 10℃至 39℃生长,25℃至 35℃最宜。其繁殖方式多样,包括形成复大孢子、休眠孢子和有性繁殖。 角毛藻是许多海洋动物的饵料生物,在海洋浮游生物中地位重要,但也可能在某些情况下危害水质或水生生物。常见种类如洛氏角毛藻、窄细角毛藻、牟氏角毛藻等。 中国科学院海洋研究所陈楠生课题组研究发现,胶州湾角毛藻多样性可能被严重低估。在南美白对虾养殖中,角毛藻曾作虾苗开口料,但有自身弱点,海链藻可作为替代。总之,角毛藻对海洋生态重要,深入研究其特性和生态作用,利于了解海洋生态平衡,实际应用中要合理利用,避免负面影响。…

Read More

尾水处理(四)——菌藻共生系统处理尾水的基本原理

本文主要论述了菌藻共生系统在尾水处理方面的原理、应用、优点、挑战及前景。菌藻共生是细菌和藻类相互协作的复杂生态体系,尾水中的有机污染物被细菌分解为铵盐、磷酸盐和二氧化碳等,藻类通过光合作用将二氧化碳转化为有机物并释放氧气,二者协同实现污染物去除和水质净化。该系统除能去除有机物和营养物质,还能促进悬浮颗粒絮凝沉淀、吸附重金属。实际应用中,构建和运行需考虑光照、温度、pH 值等多种因素,且在处理不同尾水时具有适应性和灵活性。但也面临筛选培养高效菌藻组合、确保系统稳定运行及藻类收获处理等挑战。尽管如此,菌藻共生系统作为潜力技术为水资源问题提供新思路,随着研究和技术完善,有望在未来发挥更重要作用,创造更清洁可持续的生态环境。…

Read More

尾水处理(三)——菌藻共生系统在日常生活尾水中的应用

本文探讨了菌藻共生系统在日常生活尾水处理中的应用。日常生活污水含有有机物、氮、磷等多种污染物,传统处理方法有能耗高、易二次污染等问题,菌藻共生系统提供了更环保可持续的方案。菌藻相互依存,藻类光合作用为细菌提供氧气并吸收氮磷,细菌分解有机物,部分还能转化氮。该系统具诸多优势,如生态友好、能耗低、成本低,产生的藻类生物质有经济价值。实际应用形式多样,如生物膜反应器和开放式池塘,但要控制光照等关键因素以保稳定运行和良好效果。尽管面临藻类和细菌生长受季节和水质影响、藻类生物质回收利用技术不完善等挑战,其应用前景仍广阔。未来随着研究和技术创新,这一系统有望在污水处理领域发挥更重要作用,实现污水净化与资源回收利用,助力可持续发展和美丽家园建设。…

Write a comment