光語帶妳認識微藻第四篇——紫球藻

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第四篇——紫球藻

 

單位:上海光語生物科技有限公司

微信公眾號:Leadingtec

作者:俞建中(微信號:Scophy117

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今天沒有寫在前面的話。

直接給大家上個圖!

圖1.很汙的藻

圖1.很汙的藻

是不是有點汙,這個圖是老俞自己拍的,藻種來自日本日本國立環境研究所(NIES1035),剛到藻種時,顏色淡淡的還沒去註意,直接先擴保,養著養著發現越來越藍,難道是小鬼子給了我藍球藻?

馬上鏡檢,就看到了這汙的壹幕。

明顯的,這個紫球藻還沒進化完全啊,不全是藻紅蛋白,還保留著藻藍蛋白,妥妥的證明了紅藻的進化地位。

圖2.放大的紫球藻細胞 (引自http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/images/porphyridium.jpg)

圖2.放大的紫球藻細胞
(引自http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/images/porphyridium.jpg)

再波壹次正常紫球藻細胞,下面這個圖是紫球藻粉的照片,人家真的是紫色的。

圖3.紫球藻幹粉 (引自https://www.flickr.com/photos/microphyt/6424772095)

圖3.紫球藻幹粉
(引自https://www.flickr.com/photos/microphyt/6424772095)

 

紫球藻的生物學描述在前面已經提到過,說起紫球藻的優點或者開發價值,雖然它也有EPA、有藻紅蛋白,要說最牛逼的,還是多糖。紫球藻多糖胞內胞外都有、含量高、分子量大、磺酸化等等優點,對紫球藻自身而言,這個特征對它起著機械支撐、生物識別、離子交換性能和細胞保護功能(抗幹燥;對溫度、pH、鹽度穩定性;抗環境脅迫;抗自由基氧化)等。

剛最近幾天,微信上還冒出個“來自海洋的防曬新材料”那麽個鏈接,拜托,這套東西紫球藻都玩爛了。

圖4.紫球藻在海中也能形成藻華

圖4.紫球藻在海中也能形成藻華

紫球藻已經實現了規模化培養,這個工作是以色列花臣(Frutarom)公司在進行,花臣公司采用的生產模式還是比較有特點,以塑料吊袋進行培養,並提取了紫球藻多糖開發為化妝品,紫球藻多糖塗抹在皮膚表面能形成非常均勻的塗層,優於透明質酸等多糖,去皺的效果相當強。

圖5.花臣公司紫球藻室內與室外養殖

圖5.花臣公司紫球藻室內與室外養殖

 

圖6.花臣公司開發的紫球藻多糖化妝品的功效 (左圖為使用前,右圖為使用60分鐘後,皺紋的深度和長度均大大降低)

圖6.花臣公司開發的紫球藻多糖化妝品的功效
(左圖為使用前,右圖為使用60分鐘後,皺紋的深度和長度均大大降低)

 

最後來探討下紫球藻開發的話題。

(1)從商業價值考慮,個人認為,紫球藻至少有兩個產物值得開發,多糖和藻紅蛋白,脂肪酸中含有EPA暫且不提。

就多糖而言,從生物學功效角度,目前已有的研究證明抗病毒功效較為顯著,同時還有抑菌、抗腫瘤、降血脂、降膽固醇、抗輻射及增強免疫的作用,進壹步的研究或能證實更多的功效。因此具有開發為健康食品、藥品的前景,而在化妝品領域的應用,或能勝過透明質酸。

圖7.平板上紫球藻藻落(左)和提取的多糖(右)

圖7.平板上紫球藻藻落(左)和提取的多糖(右)

紫球藻細胞中含有1個大而呈星形的色素體,含有藻紅蛋白和少量藻藍蛋白。藻紅蛋白類同其他藻膽蛋白(藻膽蛋白是藻紅蛋白、藻藍蛋白和別藻藍蛋白等參與光合作用的蛋白色素的總稱)類似,具有水溶性好、性質相對較穩定、熒光量子產率高、背景幹擾小、易於同生物素、抗體和糖蛋白等大分子交聯等特點,既可以作為天然色素廣泛應用於食品、化妝品、染料等工業,又可制成熒光試劑,用於臨床醫學診斷、免疫化學及生物工程等領域,還可作為光動力治療癌癥。這個方面的應用可以參照螺旋藻藻藍蛋白的市場情況,目前螺旋藻藻藍蛋白的需求量逐漸上升。

圖8.花臣公司紫球藻養殖工藝

圖8.花臣公司紫球藻養殖工藝

(2)從技術和工程角度,凡是養過紫球藻的人都知道,這個藻環境耐受性比較強,皮實容易養,除了花臣公司的塑料吊袋之外,管道、板式反應器和跑道池都有成功的嘗試。需要具備的技術基礎,個人認為有以下幾點:(A)高糖藻種及富集多糖的養殖工藝;(B)考慮到紫球藻多糖外分泌的問題,需要保證培養液中多糖含量高到采收經濟可行的程度,因此采用密閉式反應器幾乎是必然;(C)養殖和采收時,多糖必然粘附在器具表面,花臣公司采用的近乎壹次性的養殖設施,可能也是無奈之舉,是否有更合適的反應器裝置;(D)能否實現細胞和胞外多糖分離,細胞重新返回繼續繁殖或產糖,而多糖得到分離;(E)細胞胞內多糖和藻紅蛋白有否技術實現雙雙分離,並保持(尤其是藻紅蛋白)其活性;(F)建立技術門檻,制定相應的工藝流程和產品標準。

圖9.紫球藻中含有的色素(紫球蛋白的水溶液顏色)

圖9.紫球藻中含有的色素(紫球蛋白的水溶液顏色)

(3)產品定位和開發。產品定位這個環節,老俞認為,理念是我們微藻產品開發的最需要關註的問題。如果妳不清楚做這個東西幹什麽,那妳做這個東西幹什麽?例如螺旋藻最初發展幾乎是盲目的,利潤高就大家擠著上,最後養螺旋藻的被賣螺旋藻的綁架,失去了產品的解釋權,現在要重新確立螺旋藻的產業類別並讓公眾對螺旋藻有個客觀認識變得異常艱難。說回來,就紫球藻藻紅蛋白比較簡單,主要作為天然色素,可用於食品藥品開發,少量的可開發為熒光試劑等產品。而紫球藻多糖,面臨著化妝品、醫藥、(健康)食品多種選擇,這就需要分析各個功能或功效在各種領域中的優勢或者不可替代程度。作為化妝品,需求量會有多少?作為醫藥,主打功效是什麽,回避哪些競爭?作為(健康)食品,開發哪個區塊?部分工作是市場調查,而更多的,可能還需要產品功能功效的驗證,紫球藻產品的科學研究工作在老俞看來,還不夠全面和深入,簡單的說,我們對紫球藻及產品的認識還不夠。功能功效認知不足、市場深度廣度不明確,因此短期內只適宜小規模開發,以技術積累和市場探索為主要目的。

 

分割線

老俞壹直認為紫球藻是指的搞壹搞的小品種,因此將之列為本系列第壹個詳細介紹的微藻,從已有的研究和產業情況來開,未來的市場也不可小覷。期待老板們出手,爭取也能做到白菜價。

 

 

2017年02月01日

俞建中博士系列藻類科普文章鏈接:

光語帶妳認識微藻 第壹篇——什麽是微藻

光語帶妳認識微藻 第二篇——微藻的商業化開發和應用

光語帶妳認識微藻 第三篇——微藻培養簡介

光語帶妳認識微藻 第四篇——紫球藻

光語帶妳認識微藻 第五篇——雨生紅球藻

光語帶妳認識微藻 第六篇——蝦青素與其功效

光語帶妳認識微藻 第七篇——鹽藻與β-胡蘿蔔素

光語帶妳認識微藻 第八篇——地木耳、發菜和葛仙米

光語帶妳認識微藻 第九篇——微藻與不飽和脂肪酸

光語帶妳認識微藻 第十篇——裸藻(Euglena)

光語帶妳認識微藻 第十壹篇——螺旋藻(壹)

光語帶妳認識微藻 第十二篇—— 小球藻

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