什麽是微藻?微藻有哪些功能?

国产v亚洲v天堂a微藻,壹種古老的生命體,地球演化過程中氧氣的主要締造者,高等植物進化過程中的共同原始祖先,地球生態系統中近90%的氧氣制造者,初級生產力的主要貢獻者,無處不在、“無所不能”、“腳踏”多個行業,玩跨界發展,神壹樣的存在。

国产v亚洲v天堂a什麽是微藻?

微藻就是微小的藻類。所謂“微小”,通常是指壹般需要借助顯微鏡才能觀察到個體形態。那麽什麽是藻類?藻類通常是指水生的,光合生長的低等“植物”。與植物壹樣,微藻具有光合色素(葉綠素等),可以進行光合作用,即利用陽光、二氧化碳和水合成生物質並進行生長,但微藻沒有根、莖、葉的分化。根據矛盾的對立統壹規律,有微藻,那必然有大藻,如大家比較熟悉的海帶、紫菜等。

 微藻有哪些種類?

微藻種類繁多,然而,目前實現商業化生產的微藻數量並不是很多,主要有螺旋藻、小球藻、雨生紅球藻、杜式鹽藻、寇式隱甲藻、微擬球藻等,還有壹些海洋微藻,如球等鞭金藻、三角褐指藻、扁藻、角毛藻、海鏈藻等,這些海洋微藻主要作為生物餌料應用於水產行業。

微藻的功能有哪些?

微藻的用途取決於微藻的功能或能力。簡單來說,微藻的主要能力有以下兩點:

 高效的光合作用

微藻能高效地利用光能、二氧化碳和水進行光合作用,產生氧氣並合成碳水化合物,通過進壹步生化反應,合成蛋白質、油脂等多種營養物質。與其他植物相比(玉米、大豆等),微藻的生長速率更快,單位土地面積所產出的生物量更多。同時,微藻在生長過程中吸收大量的氮、磷等無機元素。因此,微藻可以作為食物,固碳、凈化空氣及處理廢水。

合成生物活性物質

微藻除了能合成蛋白質等大眾化的營養物質外,還能合成很多獨特的生物活性物質、如不飽和脂肪酸(DHA、EPA、AA等)、類胡蘿蔔素(β-胡蘿蔔素、蝦青素、葉黃素、玉米黃質等)、色素-蛋白復合體(藻藍蛋白、藻紅蛋白等)、多糖、活性多肽等。這些生物活性物質對人體非常有益,如不飽和脂肪酸(典型代表為號稱”腦黃金”的DHA),具有調節血脂、預防心血管疾病、促進嬰幼兒大腦細胞發育等功效。

 微藻的用途

食品行業

食物與食品添加劑

微藻富含碳水化合物、蛋白質、維生素、礦物質等多種能量和營養物質,如螺旋藻和小球藻中蛋白質含量壹般可以到達細胞幹重的50~70%。目前,微藻常被認為是超級食物(Superfood)或未來食物(Foodof future)。實際上,非洲乍得湖附近的居民已經有上千年食用螺旋藻的歷史。我國在60年代初,饑荒時期,曾掀起過全民養殖小球藻的風潮,作為食物充饑。當前,可作為食物的微藻主要有螺旋藻、小球藻、念珠藻(發菜、葛仙米)等。除了將螺旋藻和小球藻制成藻粉沖泡或壓成片劑服用外,通常還可以將其添加到其他食品中,如做成微藻面條、微藻面包、微藻點心等。

食用油

在特定的培養條件下,某些微藻可以合成大量油脂,經提取及深加工後作為食用油。目前,美國已經成功開發出微藻食用油,與其他植物食用油相比,微藻食用油的不飽和脂肪酸含量更高(對人體益處多多),發煙點溫度更高(即表示在壹般的炒菜溫度範圍下,產生的油煙更少)。

生物醫藥大健康產業

 營養補充劑

小球藻和螺旋藻,是目前市場上最常見的營養補充劑,其對人體主要起作用的是蛋白質、活性多肽、類胡蘿蔔素、維生素、礦物質等。

微藻中的生物活性物質,如蝦青素,β-胡蘿蔔素、DHA、EPA等常被提取出來,精制後做成膠囊。蝦青素被譽為“抗氧化劑之王”,具有清除人體內氧自由基的功效。

總體而言,食用微藻及微藻產品,具有補充人體營養、提高免疫力、增強體質、預防心血管等疾病發生的概率,但它們沒有某些直銷或會銷所宣傳“無所不能”的神奇功效。

水產行業

 生物餌料

在水產育苗過程中,微藻,主要為矽藻和金藻,常作為貝類、蝦類及魚類幼體的開口餌料。同時,微藻也常用於動物性次級餌料(如輪蟲、鹵蟲、枝角類等)的營養強化,主要提高動物性餌料的營養成分,尤其是不飽和脂肪酸的含量,然後投餵給水產幼苗。餌料微藻的使用可以顯著提高水產幼苗的存活率、保障幼體正常的變態和發育,增強免疫力、促進幼苗的生長。

 調水劑

微藻在水產養殖中常作為調水劑,即調節和控制養殖水質。微藻可以吸收養殖水體中氮、磷等無機鹽、同時釋放出氧氣,提高水體中的溶解氧。此外,藻體還可以直接被浮遊動物和某些魚類食用。因此,微藻可以凈化水質、提高溶氧、抑制有害微生物,保障養殖水體的穩定與健康。目前,作為調水劑的微藻主要有小球藻、矽藻等。

水產飼料

微藻中富含蛋白質、不飽和脂肪酸,因此可以替代水產飼料中魚粉和魚油。此外,水產飼料中添加微藻,可以顯著地提高觀賞魚和蝦的色澤。

 水產疫苗

目前,有不少研究機構和企業正在開發利用藻細胞生產水產疫苗,然後將微藻直接投餵給水產動物,以預防和避免水產動物大規模病害的發生。

農業行業

動物飼料

微藻營養豐富,可以作為家禽畜牧飼料的添加劑,改善肉質、提高營養、增強家禽畜牧的免疫力、降低疾病發生概率。目前,已經有不少企業將微藻添加到雞飼料中,生產出富含不飽和脂肪酸的高品質雞蛋。

普通雞蛋(左)和微藻雞蛋(右)

 生物肥料

微藻生物肥料,利用微藻建立土壤微生態系統,增強土壤營養,改善土質、從而促進植物生長,提高產量及農產品品質。目前,已經有商品化的微藻生物肥料。

未用微藻生物肥(左)和使用微藻生物肥(右)的蕓豆植物

護膚和藥妝品行業

護膚品

雨生紅球藻中的蝦青素由於強大的抗氧化性能,添加到護膚品,具有抗皺紋及皮膚老化、抗嗮、防紫外等作用。同時,微藻提取混合物,主要有蛋白、脂肪酸、胡蘿蔔素、多糖等也常作為護膚和藥妝品的添加劑,具有清除老化皮膚細胞,保持皮膚健康的功能。目前,市場上已經有不少含有微藻活性成分的護膚和藥妝品,如美國的商品名為“Alguronic Acid”的藥妝產品。

材料行業

生物塑料

微藻藻體直接與樹脂混合加工生成泡沫塑料,目前已經實現商業化生產,並生產出了微藻生物塑料產品。詳見本公眾號往期內容。

微藻塑料制成的鞋子

環保行業

 生物固碳

利用微藻光合生長過程中吸收二氧化碳的能力,實現對工廠和燃煤電廠排出的二氧化碳進行生物固碳,實現碳減排和生物資源的循環利用。目前該技術應用屬於熱門話題,處於中試和示範階段,尚未實現大規模應用和產業化。

德國水泥廠旁邊的微藻固碳示範系統

 廢水治理

與微藻生物固碳壹樣,利用微藻進行廢水處理,也是熱門話題。利用微藻吸收廢水中的有機物及氮磷元素的功能,可實現大幅度降低廢水中的COD,總氮、總磷等含量。隨著我國對環保的要求越來越嚴,高環保壓力下將會極大地促進該技術的發展。目前,微藻處理廢水技術處於示範和推廣階段。

能源行業

生物能源

利用微藻積累油脂的能力,可以將藻細胞內油脂提取後或整個藻體水熱液化後,經進壹步加工和精制可以生產生物柴油。此外,利用微藻體作為原料,經發酵可生產燃料乙醇,或經厭氧發酵生產甲烷,或燃燒進行生物質發電,還可以微藻產氫。利用微藻產生物質能源前景很好,但難度很大,主要是成本過高,目前處於中試和示範階段,離商業化應用可能需要還有壹段時間。

建築與藝術行業

微藻建築物

德國建成了世界上第壹座結合微藻的建築物。在建築物的南面墻體表面嵌入了光生物反應器,用於培養微藻。微藻經采收後用於燃燒發熱,給建築供暖,同時燃燒產生的二氧化碳又返回給微藻作為碳源供微藻生長,實現碳的循環利用。同時,建築物表面的微藻可以給房間遮陰,隔熱及降低外界的噪音。

德國的微藻建築物

航空航天行業

受控生態生命保障系統

受控生態生命保障系統(Controlledecological life support system,CELSS),是人工建造的微型密閉生態系統,即在太空艙中實現物質的自主循環和自給自足,從而持續供應宇航員生存所需的食物、氧氣和凈水等。微藻光合作用產生的氧氣可提供給宇航員呼吸、產生的二氧化碳重新被藻類吸收實現循環,同時微藻還可以作為食物供給宇航員食用。

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