第十二章-藥用海洋微藻的工業(yè)化培養(yǎng)

第十二章藥用海洋微藻的工業(yè)化培養(yǎng)

一、微藻具有如下特點(diǎn):1，高效的光能生物轉(zhuǎn)化系統(tǒng)2，細(xì)胞分裂繁殖，生長(zhǎng)迅速。3，不需用淡水養(yǎng)殖。4，食品、油料、化工原料來源。5，生物活性物質(zhì)來源。二、化學(xué)組成1，必需維生素2，必需氨基酸3，藻膽蛋白4，多糖5，不飽和脂肪酸三、商業(yè)應(yīng)用（一）營(yíng)養(yǎng)保健品1，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值：蛋白質(zhì)、維生素、氨基酸、微量元素、藻蛋蛋白2，微藻粉、微藻片（二）、微藻在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用1，PUFA2，多糖3，色素4，藻膽蛋白5，生長(zhǎng)因子（二）美容化妝用品（三）廢水凈化與環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用（四）養(yǎng)殖動(dòng)物飼料三、功能微藻中代謝產(chǎn)物1，抗生素類化合物2，毒素3，高不飽和脂肪酸(PUFA)4，微藻色素5，微藻生物燃料第一節(jié)工業(yè)化藥用海洋微藻的藥理學(xué)研究進(jìn)展

一、螺旋藻①螺旋藻分類②螺旋藻發(fā)現(xiàn)的歷史（一）藥理研究進(jìn)展1，增強(qiáng)免疫力作用2，抗癌、防癌作用和癌癥的輔助治療3，降血脂作用4，抗氧化、抗疲勞作用5，抗誘變、抗輻射作用6，抗胃潰瘍、抗瘡瘍作用7，抗過敏、抑制血栓形成作用8，毒副作用(二)具體疾病治療效果1，螺旋藻對(duì)繼發(fā)性白細(xì)胞減少癥的療效口服螺旋藻膠囊治療組—復(fù)方阿膠對(duì)照組2，螺旋藻對(duì)高血脂癥的療效口服螺旋藻膠囊治療組---口服月見草油膠丸對(duì)照組3，螺旋藻對(duì)缺鐵性貧血的療效口服螺旋藻膠囊治療組—復(fù)方阿膠對(duì)照組（二）螺旋藻的保健作用1，促進(jìn)乳酸桿菌增多2，提高鐵的生物有效性和調(diào)理貧血癥3，有清除體內(nèi)毒素和清潔直腸的功效4，螺旋藻的美容作用

5，理想的健美食品和減肥食品6，老年人、婦女和兒童的保健食品7，老年人、婦女和兒童的保健食品（三）螺旋藻重要藥用成分螺旋藻多糖（糖蛋白）（1）提?。禾崛÷菪宥嗵菚r(shí)先將螺旋藻干粉進(jìn)行破壁處理，用低極性溶劑去親脂性成分，經(jīng)熱水抽提或堿液冷抽提(可采用微波輔助提取)，取上清液濃縮，乙醇醇析后離心、干燥得螺旋藻粗多糖。（2）螺旋藻多糖活性研究1，抗輻射、抗衰老作用2，抗腫瘤作用3，刺激免疫作用4，抗病毒作用（3）螺旋藻多糖的結(jié)構(gòu)修飾與改性①硒②硒化多糖③螺旋藻硒多糖二、小球藻1，防治消化性潰瘍2，抗腫瘤3，增強(qiáng)免疫4，抗病原微生物5，防治缺鐵性貧血6，抗高脂血癥和動(dòng)脈粥樣硬化7，抗輻射第二節(jié)藥用海洋微藻的大規(guī)模、高密度培養(yǎng)技術(shù)

一、高效率捕捉和利用光能1，光飽和2，光抑制3，光限制4，間歇光照效應(yīng)5，湍流微藻高密度培養(yǎng)①高效光生物反應(yīng)器的透光性能②攪拌速率③通CO2速率④其它理化因素:溫度、pH等。二、微藻的營(yíng)養(yǎng)1，H2O：水質(zhì)2，CO2：一般需要量為5%3，有機(jī)碳源：糖、有機(jī)酸和醇類4，礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)：氮、磷、鉀、鎂、鈣、硫、鐵、銅、錳、鋅、氯、鎘、鈷5，氮源：硝酸鹽、銨鹽、氨基酸、尿素培養(yǎng)基中氮源不超過2g/l6，絡(luò)合劑：EDTA、烷烴亞硝基鹽、次氮三乙酸、乙酰氨基環(huán)庚三烯酚酮。三、微藻大規(guī)模培養(yǎng)工藝（一）為什么大規(guī)模培養(yǎng)微藻①微藻的光合效率較高②藻的生長(zhǎng)受季節(jié)影響較小；③微藻可以在非常廣闊的區(qū)域范圍內(nèi)培養(yǎng)；④微藻在許多方面都有應(yīng)用前景（二）微藻的大規(guī)模養(yǎng)殖模式1，開放式池塘養(yǎng)殖模式①天然池塘：不能純培養(yǎng)、細(xì)胞濃度低（0.5g/l）,收獲后加工處理費(fèi)用高②人工池塘：僅適合可以防污染的特殊藻種。室內(nèi)和室外兩種模式。2，封閉式池塘培養(yǎng)系統(tǒng)①二氧化碳供應(yīng)足②易控制溫度③易控制水分蒸發(fā)④易獲得純培養(yǎng)3，封閉式光照反應(yīng)器①可以無菌運(yùn)轉(zhuǎn)，避免污染；②表面積與體積之比較大，能有效地利用光照③具備二氧化碳供應(yīng)系統(tǒng)和氣體交換系統(tǒng)、有利于細(xì)胞的生長(zhǎng)代謝；④有較好的溫度控制系統(tǒng)、保持細(xì)胞適宜的生長(zhǎng)溫度；⑤避免水分蒸發(fā)，減少水的用量；⑥對(duì)場(chǎng)地沒有嚴(yán)格要求，安裝容易⑦細(xì)胞濃度高，后加工處理花費(fèi)低⑧投資大，運(yùn)轉(zhuǎn)成本高。4，異養(yǎng)培養(yǎng)系統(tǒng)能異養(yǎng)的微藻種類不多，小球藻等。①設(shè)備簡(jiǎn)化，節(jié)約廠房②容易滅菌③微生物的高密度發(fā)酵技術(shù)適用用微藻發(fā)酵。第三節(jié)常見藥用微藻的培養(yǎng)

一、螺旋藻的培養(yǎng)(一)螺旋藻營(yíng)養(yǎng)類型分類1，光合自養(yǎng)型2，化能異養(yǎng)型3，混合營(yíng)養(yǎng)型4，營(yíng)養(yǎng)缺陷型（二）螺旋藻營(yíng)養(yǎng)條件1，碳源①無機(jī)碳：CO2

、NaHCO3②有機(jī)碳：葡萄糖③光合自養(yǎng)和混合營(yíng)養(yǎng)2，氮源NaNO3、NaNO2、(NH4)2SO4或尿素3，礦物質(zhì)及微量元索①Na+和K+②K2HPO4,KH2PO4、K3P04和過磷酸鹽③N/P④微量元素：CoCl2、NiSO44，pH①對(duì)pH有一定耐受性②對(duì)鹽度有一定耐受性③控制pH的方法5，溫度①最適溫度：28一35℃②溫度與生長(zhǎng)率③溫度與螺旋藻脂肪酸成分關(guān)系6，光照度①最適生長(zhǎng)光照度②提高光照度的方法③光照度作用7，生物因子純培養(yǎng)促進(jìn)因素①最適培養(yǎng)條件②一定細(xì)胞濃度8，流動(dòng)培養(yǎng)①通過攪拌藻體獲得高生物量②攪拌的作用二、杜氏藻①杜氏藻分類、形態(tài)②生活習(xí)性、分布（一）杜氏藻的營(yíng)養(yǎng)1，碳源①光合自養(yǎng)：CO2

②杜氏藻對(duì)CO2的富集

2，氮源①無機(jī)氮：硝酸鹽、亞硝酸鹽②有機(jī)氮：尿素、谷氨酰胺3，磷杜氏藻生長(zhǎng)的最適磷濃度0.02一0.025g／K2HPO4，當(dāng)濃度高于5g/l時(shí)會(huì)抑制生長(zhǎng)。4,鈣、鎂及其它陽離子①鈣、鎂②鐵③微量元素5，硫酸根離子和氯離子①硫酸根離子②氯離子有助于胡蘿卜素的積累6，溫度及pH①溫度耐受范圍寬②pH偏堿，積累胡蘿卜素最佳為9（二）杜氏藻的細(xì)胞組成1，大量積累胡蘿卜素時(shí)杜氏藻細(xì)胞主要成分2，杜氏藻b胡蘿卜素立體異構(gòu)體3，杜氏藻細(xì)胞結(jié)構(gòu)和耐鹽機(jī)理①細(xì)胞形態(tài)的調(diào)節(jié)②高鹽—甘油—滲透調(diào)節(jié)劑③甘油的來源淀粉—甘油