分析小球藻的運(yùn)用研究現(xiàn)狀

1、.分析小球藻的運(yùn)用研究現(xiàn)狀小球藻是一種普生性單細(xì)胞綠藻,屬于綠藻門綠藻綱卵囊藻科,是第一種被人工培養(yǎng)的微藻。目前世界上的小球藻有十幾種,變種多達(dá)數(shù)百個(gè)。小球藻富含多種有效成分,不僅是生物學(xué)研究中優(yōu)良的實(shí)驗(yàn)材料,也是很有應(yīng)用價(jià)值的開發(fā)對(duì)象。l小球藻細(xì)胞中有價(jià)值的化合物生長(zhǎng)在良好環(huán)境中的小球藻藻粉蛋白質(zhì)含量可達(dá)63.60%,18種氨基酸總量為55.95%,其中8種必需氨基酸含量為23.35%,接近優(yōu)質(zhì)魚粉、啤酒酵母,高于絕大多數(shù)植物性蛋白,是優(yōu)良的單細(xì)胞蛋白源川。小球藻碳水化合物含量為5.7%一38%,一般不少于20%,脂類含量為4.5%一86%,不飽和脂肪酸含量明顯高于許多植物,且含有二十二碳六

2、烯酸DHA。小球藻的葉綠素含量為4吸一6%,是自然界中最高的,高于已商業(yè)化的脫水紫首楷葉綠素含量0.2%2。采用優(yōu)化的KMI培養(yǎng)基誘導(dǎo)培養(yǎng)小球藻,小球藻的蝦青素含量可高達(dá)2.24mg?g一1,具有用來大規(guī)模消費(fèi)蝦青素的潛力,是繼雨生紅球藻、紅發(fā)夫酵母之后又一備受關(guān)注的天然蝦青素資源藻類口。小球藻富含綠藻特有的活性物質(zhì)綠藻生長(zhǎng)因子CGF,被稱為“類荷爾蒙。小球藻細(xì)胞還含有豐富的維生素A、B、KvA、vB、vK和葉酸,各自的含量與培養(yǎng)時(shí)間及環(huán)境因子親密相關(guān)。2小球藻在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用小球藻提取物稀釋500一10X倍,噴施于蔬菜、果樹葉面,具有增強(qiáng)植物光合作用和促進(jìn)根部生長(zhǎng)、進(jìn)步根部養(yǎng)分吸收才能和抗菌力

3、的效果。用不同濃度小球藻提取物處理大白萊、芥菜和蘿卜的種子可進(jìn)步發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù),還可促進(jìn)種子萌發(fā)過程中胚根生長(zhǎng),縮短種子萌發(fā)的周期。小球藻的提取物沒有毒性4J,因此在農(nóng)業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域方面具有應(yīng)用價(jià)值。3小球藻在工業(yè)上的應(yīng)用3.1食品與飼料消費(fèi)20世紀(jì)60年代,小球藻主要作為單細(xì)胞蛋白資源而加以開發(fā)利用,以后又在此根底上轉(zhuǎn)向開發(fā)消費(fèi)價(jià)值更高的保健品、美容食品和食品添加劑。我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)和日本成功地建立了小球藻產(chǎn)業(yè),培養(yǎng)獲得的藻細(xì)胞制成的小球藻片、小球藻提取物和保健品,被結(jié)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織FAO列為21世紀(jì)人類的綠色營(yíng)養(yǎng)源安康食品。小球藻作為食品添加劑,可用于陳大米、釀酒、發(fā)酵大豆制品、豆

4、腐、面食、發(fā)酵乳制品和魚罐頭等食品的品質(zhì)改進(jìn)和調(diào)味。小球藻可用于輪蟲、撓足類、枝角類和鹽水豐年蟲的培養(yǎng),還可作為魚、蝦、蟹、海參和貝類的配合餌料的添加劑,有很好的投喂效果。3.2油脂和燃料消費(fèi)微藻在特定的條件下可大量積累具有與一般植物油脂類似的脂肪酸構(gòu)造的油脂。目前用于發(fā)酵消費(fèi)油脂的藻類主要有C艦。rellaProtothe-coiJ“和CUoreUa,誠(chéng)卯瓜等。通過熱解異養(yǎng)小球藻獲得的生物油產(chǎn)率高達(dá)57.9%,所獲得的熱解生物油含氧量較低,并具有較高的熱值、密度和豁度,燃油的品質(zhì)與化石燃油相當(dāng)。小球藻還可以吸收和利用工業(yè)消費(fèi)排放出的大量二氧化碳和氮化物,有利于改善環(huán)境。3.3污水凈化藻類具有

5、吸收、消耗水體環(huán)境中的N、P等營(yíng)養(yǎng)元素以及吸附重金屬的功能,對(duì)水體環(huán)境有一定的凈化作用,是很好的治污生物困。小球藻具有去除多種重金屬離子和降解苯酚及某些直接染料的才能,對(duì)Cu“、N的富集率可達(dá)藻體干重的60%和30%。以小球藻處理污泥提取液,化學(xué)需氧量COD去除率最高可達(dá)97.4%,總氮的最高去除率可達(dá)92.8%7。這為污水處理廠污泥的資源化處理提供了一條新的高效而經(jīng)濟(jì)的途徑。3.4脯氛酸的消費(fèi)有些小球藻能積累大量的脯氨酸,具有很高的浸透壓耐受性,從而適應(yīng)高鹽生長(zhǎng)條件。美國(guó)乙基公司利用這一特征研究利用小球藻消費(fèi)脯氨酸的工藝,并陸續(xù)發(fā)表了有關(guān)專利川。4小球藻在基因工程方面的應(yīng)用小球藻光合效率高,

6、是光合作用機(jī)理、跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)理、基因工程等研究領(lǐng)域良好的實(shí)驗(yàn)材料。目前,已經(jīng)對(duì)一株適應(yīng)南極低溫環(huán)境的小球藻NJ一7的脂肪酸去飽和酶基因進(jìn)展了研究,克隆得到了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)型A12脂肪酸去飽和酶基因的全長(zhǎng)cDNA序列,并獲知了該序列的部分信息,從而為改進(jìn)微藻的遺傳特性,進(jìn)步藻細(xì)胞對(duì)低溫的適應(yīng)性,培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的微藻新品種提供了根據(jù)川。從2株蛋白核小球藻F一9和820中成功獲得了兩株小球藻的1,5一二磷酸核酮糖按化酶功口氧酶小亞基thcscDNA全序列,為后續(xù)thcs基因的構(gòu)造、功能、表達(dá)研究及l(fā),5一二磷酸核酮糖竣化酶功口氧酶rubi-sc.的修飾和改造工作提供了根底性資料9:。5小球藻在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用自

7、從1962年日本學(xué)者Yam娜shi報(bào)道小球藻對(duì)胃淡瘍有治療作用以來,人們對(duì)小球藻的生物活性和藥理作用進(jìn)展了廣泛的研究,如何從小球藻中挑選并提純有藥理作用的有效成分,已成為小球藻應(yīng)用研究的熱點(diǎn)之一。5.1杭腫瘤普通小球藻藻株CK22的糖蛋白提取物對(duì)小鼠實(shí)驗(yàn)和自發(fā)腫瘤轉(zhuǎn)移有顯著的抑制作用“;小球藻的一種蛋白提取物能有效減輕抗癌藥5一氟尿嗜陡誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生骨髓抑制的程度和進(jìn)步患者的自身免疫力仁川;自養(yǎng)小球藻多糖對(duì)肝癌細(xì)胞SMMC27721增殖有顯著抑制作用,且能通過下調(diào)抗凋亡蛋白BcUZ及上調(diào)凋亡執(zhí)行蛋白CaPase23的表達(dá)來誘導(dǎo)其發(fā)生凋亡2。這些研究成果為抗腫瘤藥物的挑選和腫瘤的治療奠定了理論根底

8、。5.2抗病原微生物研究發(fā)現(xiàn),普通小球藻的提取物具有抗巨細(xì)胞病毒感染的作用從蛋白核小球藻中提取的脂溶性化合物對(duì)3種植物病原菌均有一定的抗菌活性4;海水小球藻多糖提取物和純化的蛋白質(zhì)對(duì)多種細(xì)菌和真菌有抑制作用。以上研究結(jié)果為小球藻抗病原微生物的研究開發(fā)提供了新思路。5.3杭氧化和增強(qiáng)免疫力給小鼠口服普通小球藻熱水抽提物,可增強(qiáng)鼠對(duì)腹腔注射李斯特菌單細(xì)胞基因感染的抵抗力;以鋅脅迫誘導(dǎo)海洋小球藻產(chǎn)生了鋅結(jié)合類金屬硫蛋白Zn一MT一like對(duì)三種自由基均有較強(qiáng)的去除作用,說明小球藻鋅結(jié)合類金屬硫蛋白具有顯著的抗氧化活性才能;蛋白核小球藻能增強(qiáng)安康小鼠細(xì)胞免疫系統(tǒng)的功能,而小球藻提取物對(duì)四抓化碳所致大鼠急性肝損傷具有明顯的防治作用7。5.4其他生物活性研究說明,普通小球藻具有抗脂質(zhì)血癥與抗動(dòng)脈粥樣硬化活性;一定劑量的小球藻可治療缺鐵性貧血;小球藻熱水提取物具有放射保護(hù)作用,且小球藻富含的維生素K,可抑制新雙香豆素的抗凝作用川;服用小球藻和小球藻提取物能顯著減輕疼痛,緩解心理壓力,促進(jìn)機(jī)體保持自身動(dòng)態(tài)平衡和安康;海水小球藻凝集素對(duì)動(dòng)物紅細(xì)胞、細(xì)菌、真菌和微藻均有凝集作用,顯示出小球藻生物活性的多樣性。6展望目前世界上年銷售小球藻干粉指“破壁小球藻