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)》

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