《藻類應(yīng)用價(jià)值》課件

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本PPT課件僅供學(xué)習(xí)用本PPT課件僅供學(xué)習(xí)用本PPT課件僅供學(xué)習(xí)用學(xué)完請刪除！(3)可以用海水、堿水或半堿水培養(yǎng)微藻,是淡水資源短缺、土地貧脊地區(qū)獲得有效生物資源的重要途徑；(4)微藻富含蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物,某些種類還富含油料、微量元素和礦物質(zhì),是人類未來重要的食品及油料的資源；(5)微藻、尤其是海洋微藻,因其獨(dú)特的生存環(huán)境使其能合成許多結(jié)構(gòu)和生理功能獨(dú)特的生物活性物質(zhì)。特別是經(jīng)過一定的誘導(dǎo)手段,微藻可以高濃度地合成這些具有商業(yè)化生產(chǎn)價(jià)值的化合物,是人類未來醫(yī)藥品、保健品和化工原料的希望。藍(lán)藻與人類關(guān)系人類的優(yōu)質(zhì)食物:螺旋藻&發(fā)菜醫(yī)藥材料和保健品:胡蘿卜素的提取及開發(fā)漁業(yè)養(yǎng)殖的優(yōu)質(zhì)餌料:重金屬污染的良好清除劑:有效的方法就是將具有與重金屬鍵結(jié)功能的蛋白質(zhì)metallothionen，附加在單胞藻的表面。這種改良過的藻類，可吸取的重金屬是一般藻類的五倍之多。而且它在高重金屬環(huán)境中，生長的速度比平常要快三倍。水體富營養(yǎng)化的幫兇:魚類死亡的元兇:人類肝硬化的隱形殺手:自來水工業(yè)的大忌微囊藻

微藻營養(yǎng)健康食品可分為兩類:一是直接用食品級干藻粉制成藻片或膠囊營養(yǎng)保健食品,在食品商場、藥房出售;二是個(gè)別產(chǎn)品獲得醫(yī)藥批文,在藥房出售或作醫(yī)生處方藥物。1964年,日本首先開展了利用人工養(yǎng)殖生產(chǎn)微藻營養(yǎng)食品;1973年,法國與墨西哥聯(lián)合建成了世界上第一個(gè)大規(guī)模生產(chǎn)螺旋藻的養(yǎng)殖基地。微藻食品不但在日本、美國、歐洲等發(fā)達(dá)國家的銷量持續(xù)上升,而且在一些發(fā)展中國家也日益被人們所認(rèn)可。微藻的營養(yǎng)價(jià)值比較高,原因是:蛋白質(zhì)含量高達(dá)65%～70%;細(xì)胞內(nèi)含有多種維生素,特別是VB12最豐富;富含8種人體必需的氨基酸;某些藻類(如螺旋藻、杜氏藻)中含大量的β-胡蘿卜素,可有效地抗生物氧化;含有多種微量元素,如鐵、鉀、鈉、鎂和鈣等;含有大量的藻膽蛋白,能增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能。

螺旋藻屬Spirulina細(xì)胞圓筒形,由單細(xì)胞或細(xì)胞間隔不明顯的多數(shù)細(xì)胞所組成的螺旋狀體。絲狀體外無膠質(zhì)衣鞘。細(xì)胞內(nèi)含物勻一或有顆粒體。藻體淡藍(lán)綠色。無段殖體?？纱罅糠敝承纬伤A。分布于淡水、海水。常見種類有極大螺旋藻S.maxima、大螺旋藻S.major、鈍頂螺旋藻S.platensi。螺旋藻含蛋白質(zhì)高達(dá)53~72%。是人類迄今發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)含量最高的生物。本屬主要種類常見藍(lán)藻螺旋藻螺旋藻我國云南景洪地區(qū)傣族同胞食用和出口緬甸等國的“島”和“解”就是用淡水藻類中的水綿（Spirogy-ra）和剛毛藻（Cladophora）加工制成的。以藻類為原料所制成的產(chǎn)品,特別是藻膠酸鹽,已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。例如瓊膠在食品工業(yè)中可作為凝固劑和糖一起制成軟糖,和淀粉一起制成包糖用的糯米紙,制面包時(shí)加入瓊膠可以使面包保持長期的松軟,加入果子露中,可制成冷凍果汁；制魚、肉罐頭時(shí)加入瓊膠,可以保持魚、肉的原形,不致在運(yùn)輸中散開；在日本和歐美各國,還用瓊膠作為釀造酒、醋、醬油的澄清劑。念珠藻屬Nostoc群體團(tuán)塊狀,直徑l~3cm,由許多類似項(xiàng)圈藻的藻絲交織在充滿濃厚膠質(zhì)的公共衣鞘中。異形胞一般間位。此藻經(jīng)常生長在陰濕地和淡水中。名貴食品類常見種有普通念珠藻（地木耳）N.commune和發(fā)狀念珠藻（發(fā)菜）N.flagelliforme和球狀念珠藻（葛仙米）N.sphaericum。葛仙米微藻是一種營養(yǎng)價(jià)值高的優(yōu)質(zhì)餌料,可提高水產(chǎn)動物,特別是海珍品育苗的成活率,降低育苗成本,提高幼體的免疫力和活力,還可使觀賞魚的體色鮮艷。在國際上,微藻作為優(yōu)質(zhì)飼料已占很大比重。日本DIC公司在泰國興建的螺旋藻養(yǎng)殖場年產(chǎn)藻粉150t,其中作餌料或飼料的就有50～60t;墨西哥Texcoco公司年產(chǎn)藻粉300t,其中有100t用于餌料或飼料;我國臺灣省年產(chǎn)300t藻粉,其中有120t用于蝦苗和其它海珍品、觀賞魚類、鳥類的飼料?；芎铣蔂I養(yǎng)要素原生動物輪蟲動物枝角類橈足類光合合成初級生產(chǎn)過程次級生產(chǎn)過程魚產(chǎn)力漁業(yè)生產(chǎn)主要餌料魚類餌料河蟹幼體開口生物餌料水質(zhì)改良劑淡水生態(tài)系統(tǒng)-池塘分解者(微生物)初級消費(fèi)者(草食動物)次級消費(fèi)者(肉食動物)太陽能熱熱生態(tài)系統(tǒng)有機(jī)物的流通無機(jī)物的流通能量的流動空氣中水中土壤中生產(chǎn)者(綠色植物)熱ENRICHMENTENRICHMENTAPPLICATIONINFISHERIESSELECTTION、CULTURE美容健身與保健作用大量葉綠素、β-胡蘿卜素、γ-亞麻酸和多種維生素,可抑制細(xì)菌生長,促進(jìn)皮膚細(xì)胞的新陳代謝,增強(qiáng)細(xì)胞活力,調(diào)節(jié)脂肪代謝,促進(jìn)脂肪代謝障礙所致的有毒物質(zhì)通過皮膚排泄,并有排除體內(nèi)毒素和清除腸毒素等作用。還能有效地糾正機(jī)體內(nèi)分泌系統(tǒng)紊亂

微藻合成的色素主要有葉綠素、類胡蘿卜素和藻膽蛋白等三大類。作為天然色素,它們不僅可用于食品和化妝品,還能廣泛用于生物工程和醫(yī)學(xué)診斷方面。紅球藻(Haematococcus)富含蝦黃素(Astaxanthin),其培養(yǎng)物能直接用于增色飼料添加劑。鹽藻的類胡蘿卜素、螺旋藻的藻蘭蛋白、紫球藻(Porphyridium)的B2藻紅蛋白以及鹵腥藻和念球藻的C2藻藍(lán)蛋白等藻類色素以其極高的市場價(jià)格(如B2藻紅蛋白的價(jià)格高達(dá)10萬美元/g),顯示出其巨大的商業(yè)價(jià)值。減輕皮膚黃褐斑、痤瘡、老年斑,促進(jìn)頭發(fā)生長。并能防止毛囊角化,皮膚干燥,使皮膚保持彈性,光澤和紅潤豐富的臨床維生素E和維生素C,具有抗氧化作用,可延緩衰老含有β-胡蘿卜素、維生素E、γ-亞麻酸等多種抗衰老的活性物質(zhì),含有大量的超氧化物歧化酶（SOD）,可以有效地清除體內(nèi)自由基,延緩機(jī)體的衰老過程,促進(jìn)人體機(jī)能正?；?增強(qiáng)細(xì)胞活力,促進(jìn)人體新陳代謝,延緩性腺萎縮,防止動脈硬化。硒的含量豐富,能有效地增強(qiáng)淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞清除細(xì)菌的能力,還具有抗氧化保護(hù)細(xì)胞不受損傷的功能,并可促進(jìn)免疫球蛋白的生成,提高機(jī)體免疫力。

微藻由于其營養(yǎng)豐富,有較好的護(hù)膚能力,不但由較好的潤膚、護(hù)膚效果,同時(shí)由于微藻有清除和抑制自由基的能力,故能起到防皺、防曬、抗輻射、祛斑、抗衰老的作用。微藻營養(yǎng)液能提供皮膚所需的氨基酸、藻多糖、SOD等多種營養(yǎng)活性成份。有增加皮膚彈性、潤膚保濕、除皺、祛斑等功效,同時(shí)由于微藻化裝品的透過性較好,能起到皮膚表面和深層營養(yǎng)及護(hù)理的作用,而且使用十分安全,對皮膚沒有刺激和致敏作用。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)氮源——固氮藻類藍(lán)藻類有些種類具有固氮能力,特別是具有異形胞的種類。國內(nèi)外正在從事利用藍(lán)藻固定游離氮的研究,為農(nóng)作物的肥源尋找新的途徑。如稻田中接種培養(yǎng)固氮藍(lán)藻——滿江紅魚腥藻A.azollae(與滿江紅共生)可增加水稻產(chǎn)量。魚腥藻絲狀體直或各種形式彎曲。絲狀體上的細(xì)胞寬度常一致,很少向末端變細(xì)的。藻絲單一或匯集成柔軟的、粘化的團(tuán)絮狀群體。衣鞘水化,不明顯。異形胞為胞間位(只有A.echinospora端生)厚壁孢子一個(gè)或排列成小鏈,遠(yuǎn)離異形胞或與異形胞直接相連。異形胞間生可與擬項(xiàng)圈藻相區(qū)別。分布廣,有些種常在池塘、湖泊中形成“水華”。常見的有多變魚腥藻A.variabilis、螺旋魚腥藻A.spiroides、固氮魚腥藻A.azotica、類顫藻魚腥藻A.oscillarioides、卷曲魚腥藻A.circinalis。本屬主要種類滿江紅是漂浮于水面的蕨類植物。根狀莖橫走,二歧分枝,長出大量葉片。秋后葉色變紅,形成大片水面被染紅的景觀,十分壯觀,故名滿江紅。滿江紅與藍(lán)藻共生,有固氮的作用,生長繁殖快,是很好的稻田綠肥,也是家畜飼料,有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用

微藻富含PUFA,能減低血液的粘稠度,降低血液中膽固醇和低密度脂蛋白的含量,從而起到預(yù)防和治療心血管疾病的作用。微藻多糖能夠抗輻射、抗氧化,并能提高機(jī)體免疫力、促進(jìn)淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化和抑制癌細(xì)胞增殖。杜氏藻中富含的β-胡蘿卜素可抑制自由基的活性,減少過氧化物對組織的損傷,提高吞噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的功能,促進(jìn)細(xì)胞釋放一些抗腫瘤因子,對白內(nèi)障、黃斑變性病以及心血管病有一定的防護(hù)作用。

小球藻內(nèi)含有的生長因子(CGF),能促進(jìn)機(jī)體特別是兒童的生長發(fā)育和體質(zhì)的增強(qiáng),并能使免概括其保健和治療作用主要有以下幾方面:增強(qiáng)機(jī)體免疫力，具有防癌、抑癌和抗輻射作用。刺激前列腺素的合成，調(diào)節(jié)機(jī)體生理功能，對治療高血壓，提高性功能等均有效。促進(jìn)新陳代謝，加速傷口愈合，防止皮膚角質(zhì)化，治療胃及十二指腸潰瘍。對貧血、肝炎及糖尿病、白內(nèi)障等均有較明顯的功效?？山档湍懝檀?，避免粥樣動脈硬化的產(chǎn)生。對冠心病與輕度腦中風(fēng)患者以及肥胖癥等均有改善效果。對嚴(yán)重營養(yǎng)不良病人的調(diào)養(yǎng)，對病后虛弱者的恢復(fù)，對兒童體質(zhì)的增強(qiáng)和老年人身體的保健，延年益壽均有特殊的功效。還可將微藻用于補(bǔ)充食物中的蛋白質(zhì)，并具有減肥功效。觀賞價(jià)值-綠毛龜在廢水凈化與環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用

由于絲狀的螺旋藻可以較容易地從培養(yǎng)液中分離出來,在養(yǎng)殖過程中它能有效地除去有機(jī)廢水中的營養(yǎng)源,在廢水處理中很有前途。用經(jīng)過一定處理的污水培養(yǎng)螺旋藻,不但可以使污水得到進(jìn)一步凈化,減少環(huán)境污染,而且還可將獲得的微藻用作飼料或肥料。這種廢水凈化方式成本低,耗能少,效益明顯,開發(fā)潛力大。從微藻中分離有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的基因,在細(xì)菌、真菌、大型藻類(如海帶)及高等植物中表達(dá)。如今,隨著微藻基因工程的迅速發(fā)展,大量的微藻基因被克隆、測序和定位,其相關(guān)的功能也進(jìn)行了遺傳分析?，F(xiàn)已知被人工克隆的藍(lán)藻基因有130多種,被利用的藍(lán)藻基因有2種?？傊?隨著科技發(fā)展,微藻的應(yīng)用前景會更加廣闊。有的藍(lán)藻可作為水質(zhì)的指示生物,如褐色管孢藻Chamaesiphonfuscus是清水的指示生物,泥生顫藻Oscillatorialimosa則是水體污染的指示生物。（3）高不飽和脂肪酸(PUFA)

自1964年發(fā)現(xiàn)某些PUFA是合成前列腺素的前體,尤其是1978年Dyerbery指出EPA有益于人類健康以來,人們對EPA.DHA及花生四稀酸(AA)等多種PUFA進(jìn)行了比較廣泛的研究。這些PUFA有很強(qiáng)的生理活性,是人類及動物生長發(fā)育所必需的物質(zhì),具有抗血栓、降血脂、防止血小板聚結(jié)、舒張血管等功能;對心腦血管疾病、關(guān)節(jié)炎、腎炎等疾病有良好的防治作用;此外,DHA還能促進(jìn)腦細(xì)胞的生長發(fā)育,改善大腦機(jī)能。做為食物鏈基礎(chǔ)的海洋微藻是EPA.DHA和AA的最初生產(chǎn)者,動物體內(nèi)的這些PUFA也是從微藻中轉(zhuǎn)化而來,海洋微藻將成為人類獲得這些產(chǎn)物的主要資源。生物柴油——微藻燃料

微藻可以大量積累脂類及碳?xì)浠衔?。Phaeodactylum的脂類含量高達(dá)占干重的34%,Botrycoccusbraunii的碳?xì)浠衔锖空几芍氐?%,一些產(chǎn)氫藍(lán)綠藻也被用來作為燃料加以研究,是人類未來燃料來源的希望。隨著石油等能源的日益枯竭,利用微藻開發(fā)新能源已成為21世紀(jì)新能源建設(shè)的一大趨勢。日本已加緊該方面的工作,他們利用廢水培養(yǎng)一種綠藻,其含油量高達(dá)占干重的49%。英國西方大學(xué)Tenkins等人用4.83公里(3英里)長、透明塑料管組成的反應(yīng)器大量培養(yǎng)具有良好自絮凝性能的小球藻,并直接用其進(jìn)行發(fā)電,為人類利用藻類燃料發(fā)電帶來了曙光。水華（WATERBLOOM）的危害由于水體營養(yǎng)物質(zhì)增加使得水體藻類暴發(fā)性增長,水體呈現(xiàn)不同顏色,水體失去利用價(jià)值的現(xiàn)象。藍(lán)藻是水污染的指標(biāo)性植物。如果這種只有芥籽大小的藍(lán)色顆粒狀植物密集,就說明水中的磷、氮等營養(yǎng)物質(zhì)超標(biāo)；藍(lán)藻爆發(fā)后,大量消耗水中的溶解氧,導(dǎo)致魚類等水生動植物缺氧死亡,湖水發(fā)黃發(fā)臭。生態(tài)失衡嚴(yán)重的,將造成湖泊喪失基本的水體功能,成為臟臭不堪的“死湖”。

許多微藻能產(chǎn)生對其它微藻、病毒、細(xì)菌、真菌和原生動物有毒性作用的抗微生物化合物。這些化合物大多為有機(jī)酸、脂肪酸、溴酚及其它酚類抑制劑、丹寧、類萜,多糖及醇類。自1944年P(guān)ratt等人從小球藻中分離到具有抗菌功能的球藻素(Chlorellin)以來,人們相繼從霍氏雙岐藻(Scytonemahofmanni)和念珠藻(Nostosspp)等多種微藻中分離到抗生素類化合物,并正深入研究試圖從中開發(fā)出新型高效抗生素藥類。

人類很早就認(rèn)識到某些藻類對人和動物有毒害作用,研究表明,魚或貝類體內(nèi)的毒素般是由其體內(nèi)共生藻類或吞食含毒素的藻類使毒素在體內(nèi)積累而產(chǎn)生的,也就是說,微藻是毒素的初始生產(chǎn)者。,從微囊藻中分離到6種結(jié)構(gòu)相似的環(huán)七肽肝臟毒素(微囊藻素,Micrbcystin);此外,束絲藻(Aphauizomenon)的石房蛤毒素(Saxitoxin)、魚腥藻(Anabaena)的魚腥藻素A(AnatoxinA)、鞘絲藻(Lyngbya)的海兔毒素(Aplysiatoxin)和鞘絲藻素A以及顫藻(Oscillatoria)的毒素等多種微藻毒素已經(jīng)被分離純化。由于微藻毒素能導(dǎo)致人和動物中毒,同時(shí)某些毒素具有良好的藥用價(jià)值,并可作為分子生物學(xué)研究工具,因此引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛重視。微囊藻屬M(fèi)icrocystis(微胞藻)

微囊藻屬Gomphosphaeria微囊藻偽空泡微囊藻群體呈球形團(tuán)塊狀或不規(guī)則形成穿孔的網(wǎng)狀團(tuán)塊