微藻综述

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2024年微藻市场发展现状

2024年微藻市场发展现状

2024年微藻市场发展现状一、引言微藻是一类微小单细胞藻类生物,具有高度的生物多样性和生物适应性。

近年来,随着能源危机和环境问题的加剧,微藻作为一种新型的可再生能源和生物材料资源,引起了广泛关注。

本文将对微藻市场发展的现状进行分析,并展望其未来的发展潜力。

二、微藻市场的应用领域2.1 能源领域微藻作为一种生物质能源,具有很高的能源转化效率和生物燃料产量。

目前,微藻已经被广泛应用于生物柴油、生物乙醇和生物氢等领域。

不仅能够减少化石燃料的消耗,还能够降低二氧化碳排放量,对环境产生较小的影响。

2.2 食品领域微藻富含蛋白质、脂肪、碳水化合物和多种营养物质,被广泛用作食品添加剂。

它们可以用于生产营养补充品、保健品和功能性食品等。

此外,微藻还被用于生产食用色素和香精等。

2.3 医药领域微藻中含有丰富的蛋白质、多糖和生物活性物质,具有抗菌、抗病毒和抗肿瘤作用。

因此,微藻被广泛应用于医药领域,如生产抗生素、抗癌药物和保健药品等。

2.4 环境领域微藻具有较强的净化环境能力,它们能够吸收水中的有机污染物和重金属离子,减少水体富营养化的程度。

同时,微藻还能够吸收大气中的二氧化碳,并释放出氧气,对改善环境起到一定的作用。

三、微藻市场的发展现状3.1 市场规模目前,全球微藻市场规模较小,但呈现出快速增长的趋势。

根据市场研究机构的数据显示,2019年全球微藻市场规模达到了X亿美元,并预计到2025年将达到X亿美元。

3.2 主要市场参与者当前,全球微藻市场的主要参与者包括国内外企业、科研机构和政府部门等。

其中,国外企业在技术研发和产业化方面较为成熟,如美国的Solazyme公司、以色列的Algatechnologies公司等。

而国内企业则在微藻应用和市场拓展方面取得了一定的成果,如河南孟源生物科技有限公司、北京华人草业科技有限公司等。

3.3 发展面临的挑战虽然微藻市场发展迅速,但仍然面临一些挑战。

首先,微藻的生物质量产和营养物质提取技术尚不成熟,导致生产成本较高。

微藻综述——精选推荐

微藻综述——精选推荐

微藻综述微藻研究、应⽤技术及发展综述微藻营养丰富,含有微量元素和各类⽣物活性物质,⽽且易于⼈⼯繁殖,⽣长速度快,繁殖周期短,所以在医药、保健品、⽔产养殖饵料、饲料添加剂、化⼯和环保等⽅⾯具有⼴阔的应⽤前景。

近⼏⼗年来,随着现代⽣物技术的应⽤,分离鉴别⼿段的提⾼,遗传⼯程、基因⼯程等的迅猛发展,⼈类对微藻的研究开发已进⼊⼀个崭新的时期。

微藻的培养和研究始于18世纪末,主要是栅藻和⼩球藻等淡⽔藻类,⽬的是作为研究植物⽣理学的试验材料。

1910年Allen和Nelson开始培养单种硅藻饲养各种⽆脊椎动物。

1949年,Spoehr和Milner就建议利⽤藻类蛋⽩质来解决全球的蛋⽩紧缺问题。

我国则从1958年开始培养作为⾷品和饲料的微型藻类,中科院⽔⽣所等机构先后进⾏了⼩球藻、扁藻、褐指藻等的⼤量培养,建⽴了培养池,为我国的微藻⽣产打下了基础。

1972年,中科院⽔⽣所、海洋所、植物所等不少单位⼜开展了螺旋藻的培养研究,⽽中科院⽔⽣所⼤量培养鱼腥藻已有20多年。

我国在藻种选育、培养基配制及某些培养技术⽅⾯,已经达到或接近国际⽔平。

在藻类蛋⽩的⼯⼚化⽣产试验、藻类采收、浓缩、⼲燥和加⼯及藻类饲料的应⽤试验中也取得了重⼤成果。

微藻研究1. 微藻化学组成研究1.1蛋⽩质微藻的蛋⽩质含量很⾼,可作为单细胞蛋⽩(SCP)的⼀个重要来源。

微藻蛋⽩质为优质蛋⽩质,含有⼈体所需的全部必须氨基酸,但是微藻蛋⽩⼀般缺少含硫氨基酸如胱氨酸和甲硫氨酸。

1.2 脂肪微藻的总脂类含量占⼲物质的1~70%,多数为⽢油的脂肪酸酯,主要为含偶数磷原⼦的直链分⼦,多数淡⽔微型绿藻含有⼤量的α-亚⿇酸,主要包含单不饱和脂肪酸,极少含有三个以上双键。

1.3 淀粉微藻中碳⽔化合物的含量⼀般少于20%。

如盐藻12%~40%、螺旋藻约15%、⼩球藻约20%等。

微藻淀粉低消化率的特征,为糖尿病、肠胃系统疾病及减肥辅助药物的研制提供了潜在的巨⼤商机。

1.4 核酸藻所含的核酸数量超过⼤多数常规饲料或⾷物,但少于其他SCP 来源,如细菌和酵母。

微藻知识简介

微藻知识简介

微藻一、微藻的种类及相应特点微藻是指那些在显微镜下才能辨别其形态的微小的藻类群体。

微藻通常是指含有叶绿素a并能进行光合作用的微生物的总称,属于原生生物的一种。

应用生物技术进行大量培养或生产的微藻分属于4个藻门:蓝藻门、绿藻门、金藻门和红藻门。

1微藻细胞微小,形态多样,适应强,散布普遍。

依照微藻生物环境可分为水生微藻、陆生微藻和气生微藻3种生态类群。

水生微藻又有淡水生和海水声之分,依照散布又可分为浮游微藻和底栖微藻。

蓝藻门(cyanophyta)属于原核植物,没有典型的可区分的核,且没有色素体和线粒体。

同化作用的色素(若是有的话)分散在原生质的表层。

原生质构造无性的蓝藻细胞的原生质可分为结构上和作用上不同的两部份。

在周围包括有同化色素的为色素养;由色素养向里进为无色的中央质,也称为中央体。

此两种原生质部份之间,并无定型的膜。

色素养完全转机素体的作用,其中有亚显微的片层,呈规那么排列,群聚成类囊体;中央质内一致以为包括有核质,并行使与核类似的功能。

蓝藻细胞和藻体的形态学蓝藻细胞的形态是简单的,多圆球形、柱形、椭圆形、桶形、椭圆形、镰刀形、棒形等。

但是蓝藻细胞很少单个生活,通常组成群体或连结成丝体。

蓝藻的繁衍蓝藻的繁衍方式有两类,一为营养繁衍,包括细胞直接割裂(即裂殖)、群体破裂和丝状体产生藻殖段等几种方式;另一种为某些蓝藻可产生内生孢子或外生孢子等,以进行无性生殖。

孢子无鞭毛。

目前尚未发觉蓝藻有真正的有性生殖。

绿藻门(Chlorophyta)有1纲——绿藻纲和16个目,涉及微藻的有团藻目和绿球藻目。

绿藻的光合作用色素系统与高等植物相似,含有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素。

藻体形态多样,包括单细胞、群体、丝状体等。

绿藻细胞具有明显的细胞器,其中色素体是绿藻最显著的细胞器。

绿藻的生殖方式有三种:营养生殖、无性生殖、有性生殖。

此门包括单细胞和多细胞的物种。

大部分物种生活在水里,其他许多物种那么居住在海水中,另外还有一些物种适应了许多的环境,如雪藻居住在夏天的高山雪原中。

国内微藻研究现状

国内微藻研究现状

国内微藻研究现状微藻是一种微小的单细胞藻类生物,其细胞大小通常小于0.5毫米。

尽管微藻在生态系统中普遍存在,但近年来人们对微藻进行了更深入的研究,发现微藻具有广泛的应用潜力。

国内对微藻的研究也日渐增多,主要涉及微藻生态学、生物技术和能源等领域。

在微藻生态学方面,国内研究人员主要关注微藻在水生生态系统中的分布和演化规律。

微藻在自然界中广泛存在于海洋、淡水湖泊及土壤中,对环境中的能量流、物质转化和生态系统的稳定性起着重要作用。

研究人员通过采样和分析,揭示了微藻在不同生态系统中的多样性和丰度。

同时,他们还研究了微藻与其他生物种类之间的相互作用关系,如微藻与浮游动物之间的共生、捕食和寄生关系等。

这些研究对于维护和管理生态系统的平衡至关重要。

在微藻的生物技术应用方面,国内研究人员主要关注微藻的生长动力学和生物降解能力。

微藻具有快速生长、高生物量和高蛋白质含量等特点,被广泛用于生物肥料、动物饲料和食品添加剂等领域。

研究人员通过调节培养条件,如光照、温度和营养盐等,优化微藻的生长过程,提高产量和质量。

此外,他们还研究微藻的生物降解能力,如利用微藻降解重金属、有机污染物和废弃物等。

这些研究为解决环境污染和可持续发展提供了新的思路和方法。

总的来说,国内微藻研究取得了一定的进展,涉及了微藻生态学、生物技术和能源等多个领域。

微藻的研究不仅有助于理解生态系统的结构和功能,还为解决环境问题和开发可持续发展技术提供了潜在的资源和工具。

然而,微藻研究仍然面临一些挑战,如培养技术的优化、基因工程的安全性和生产成本的降低等。

未来,国内微藻研究需要进一步加强合作,整合资源,共同推动微藻研究的发展和应用。

微藻利用现状综述

微藻利用现状综述

微藻利用现状综述摘要:微藻是一类古老的原低等原核生物,其藻体内富含都中多糖、蛋白质、氨基酸维生素、类胡萝卜素、γ-亚麻酸、多种无机元素以及多种微量元素等,是一种纯天然的营养物质。

其营养物质对许多疾病有防御作用,对动物、鱼虾生长和品质有促进作用,还可以净化水质等,具有广阔的前景,在医药食品、养殖饲料、化妆品、能源环境等行业都有所应用。

本文从微藻营养物质的特点,在不同行业中的应用,及其在生产加工过程中存在的问题加以综述。

关键词:微藻利用综述1 微藻简介藻类是最原始的生物之一,广泛存在于海洋、淡水湖泊等水域,通常呈单细胞、丝状体或片状体,结构简单,整个生物体都能进行光合作用,所以光合作用效率高,生长周期短、速度快。

藻类按大小可分为大藻(如海带、紫菜等)和微藻[1]。

微藻是一群小型藻类的总称,通常为单细胞或丝状体,直径小于1mm。

微藻细胞微小,形态多样,适应性强,分布广泛,有原核藻类和真核藻类。

原核藻类是指蓝藻,而蓝藻一般不产油。

真核藻类包括绿藻、硅藻、裸藻、黄藻、金藻、褐藻、红藻和隐藻。

2 微藻的营养成分多中微藻具有丰富的营养价值,其中最具代表性的是螺旋藻。

螺旋藻被认为是目前常用微藻中蛋白质含量最高、营养最全面、消化吸收和适口性最好、无毒无副作用、安全性最高的藻种。

既可作为蛋白质原料,又可作为食品及饲料的添加剂[2]。

微藻藻粉中含有多种成分,如蛋白质、氨基酸、多糖、维生素、类胡萝卜素、γ-亚麻酸、多种无机元素以及多种微量元素等。

并且微藻细胞壁结构中纤维素极少,容易被人和动物消化吸收,越来越受到人们的关注。

其营养价值特点如下:2.1 蛋白质微藻中蛋白质含量很高,约为40%-60%,可作为单细胞蛋白的一个重要来源,小球藻属中以蛋白核小球藻的蛋白质含量最高,一般不低于50%,明显高于常规植物蛋白源[3]。

螺旋藻的蛋白质含量高达58.5%-83.4%,且蛋白质品质优良,易于消化吸收、不含任何阻碍消化吸收的因子。

微藻一一可循环的“绿色油田”

微藻一一可循环的“绿色油田”

微藻一一可循环的“绿色油田”①由于石油资源的逐渐减少乃至最终枯竭,全世界将面临严重的能源危机,因此,世界各国都在积极寻找能够替代石油产品的可再生能源,其中,生物柴油就是一种重要的生物能源。

提起生物柴油的原料,我们可能会想到油菜和大豆,用它们“体内”的油脂加工而成的生物柴油,能有效降低碳排放。

然而,这两种作物的培育周期较长,占用农田较多,会产生“与人争粮,与粮争地”问题,从而导致“解决了能源危机,却出现粮食危机”的尴尬结果。

此时,微藻进入了科学家们的视线。

②微藻是一种古老的低等植物,广泛地分布在海洋、淡水湖泊等水域,种类繁多。

微藻可直接利用阳光、二氧化碳和含氮、磷等元素的简单营养物质快速生长,并在细胞内合成大量油脂。

因此,微藻为生物柴油生产提供了新的油脂资源。

③与大豆、油菜和麻风树等油料植物相比,微藻的生长周期短,从初生到可以制油仅需一个星期左右,而大豆等油料植物一般需要几个月。

此外,微藻的含油量高,油脂产率高,单位面积产油量是大豆的数百倍,每公顷可年产几万升生物柴油。

微藻还不会占用耕地,利用滩涂、盐碱地、荒漠等,以及海水、荒漠地区的地下水等,就可以大规模地开发“微藻油田”,不会与农作物争地、争水。

④微藻在培养过程中还可固定大量二氧化碳,因此,利用微藻制造生物柴油能大量减少二氧化碳排放。

据计算,每培养1吨微藻,需要消耗约2吨二氧化碳。

此外,微藻在光自养培养过程中可利用废水中的氮、磷等营养成分,从而降低水体的富营养化,因此,微藻还能用于净化工厂排放的废水和城市生活污水。

⑤现在,我国已启动了微藻能源方面的首个973项目“微藻能源规模化制备的科学基础”。

该项目有望在5年时间内开发出一个“微藻资源库”,提供适合在我国不同地方、不同气候条件下生长的藻株。

今后,各地在建设“徵藻油田”时,就可在资源库中挑选合适的微藻品种。

该项目还将深入研究微藻产品的机理,力争提高微藻产油的效率,降低它的成本。

此外,该项目还将通过对光生物反应器、培养工艺、采收、油脂加工及藻细胞综合利用的研究,建立一套中试系统,全面评估微藻产油的技术指标、经济指标和环境指标,大力推动我国微藻能源的产业化进程。

微藻_精品文档

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微藻微藻是一种微小的单细胞藻类生物,其在自然界中广泛分布并具有丰富的物种多样性。

微藻是现代生物技术领域中备受关注的研究对象,因为它们具有许多独特的特性和潜在的应用价值。

本文将介绍微藻的特点、分类和潜在应用领域,并探讨其在生物技术中的前景。

首先,微藻的特点使其成为研究的焦点之一。

微藻通常以单细胞的形式存在,尺寸微小、形态简单,因此易于培养和研究。

此外,微藻通常具有较高的光合效率,并能够在不同的光照、温度和营养环境下生长,因此对培养条件的要求相对较低。

微藻还可以产生大量的生物活性物质,如脂肪、蛋白质、多糖和酶类等,这些物质在医药、食品、化妆品和能源等领域中具有广泛的应用潜力。

根据形态和特征,微藻可以分为多个不同的类群。

最常见的微藻类群包括硅藻、绿藻、蓝藻、金藻等。

硅藻是一类具有二氧化硅壳的藻类,其壳具有复杂的形态和纹饰,并广泛分布于海洋和淡水环境中。

绿藻是一类普遍存在于水体和土壤中的藻类,其细胞含有叶绿素和类囊素等色素。

蓝藻是一种古老的藻类,其细胞结构简单,通常为单细胞或菌丝状,可以进行光合作用并固氮。

金藻是一类常见的淡水藻类,其细胞通常呈黄绿色,具有丰富的脂肪和类胡萝卜素等物质。

微藻在许多领域中具有广泛的应用潜力。

首先,微藻可以用作食品和饲料的来源。

由于其丰富的营养成分和天然产物,微藻可以作为高蛋白、高纤维和低脂肪的健康食品的原料,如螺旋藻、海藻和紫菜等。

此外,微藻还可以作为动物饲料的补充和替代品,为动物提供丰富的蛋白质和必需的营养物质。

其次,微藻在医药领域具有广泛的应用前景。

微藻可以生产抗氧化剂、多糖、多肽和生物活性物质等,这些物质具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤、降血压和镇痛等多种药理活性。

此外,微藻还可以用于制备药物载体,帮助药物的传递和释放,提高药物疗效。

此外,微藻还可以用于环境保护和能源开发。

微藻具有较高的光合效率,可以利用阳光和二氧化碳进行光合作用,产生氧气并固定二氧化碳。

这对于减缓全球气候变暖和减少温室气体的排放具有重要意义。

国内微藻研究现状

国内微藻研究现状

国内对于微藻的利用及研究进展摘要:在世界能源危机的影响下,生物质能源由于其环保性,被认为是一个最具有发展潜力的石油替代品。

其中微藻就展现了在生物能源方面的重要角色。

微藻是一类单细胞或简单多细胞的微生物,其生长快速,能够有效的固定CO2,在细胞内合成油脂用于生物燃料的生产。

近些年来,在世界能源危机的影响下,社会各界对于寻求新的可再生能源方面的关注度不断的提高。

人们已在沼气,生物醇类,生物柴油等方面取得一定的成效。

但面对世界对燃料的巨大需求量,人们要不断的研究开发更高效的生物能源获取方式。

藻类作为一种重要的可再生资源,具有分布广、生物量大、光合高效、含脂量高的优点。

其中的微藻在此方面更是具有突出地位。

随着世界各国各科研机构对微藻的研究的不断深入,利用微藻改善大气环境,生产生物燃料已成为现实。

本文结合国内外对微藻研究的进展,综述利用微藻的优势,生产生物柴油的微藻的筛选,生物柴油的生产技术手段,以及生产中存在的问题和展望等。

1 微藻开发的优势地位微藻是一类数目巨大的可再生资源,具有较高的CO2固定效率。

利用微藻开发生物质能源的优势地位可以总结为一下几点:光和效率高,适应能力强,且不占用耕地;细胞结构简单,含油脂量高;微藻燃烧值高,环境友好。

同时,微藻通过细胞代谢产生藻多糖、蛋白质、色素、氨基酸等,为丰富的人体必须营养活性成分,可以作为功能保健品和某些疾病的专方或辅助药物。

微藻不论是在减排CO2方面,还是在生物新能源的开发上都是十分重要的。

微藻是一类单细胞或简单多细胞的微生物,生长迅速,固定CO2和储存太阳能的效率是陆生植物的10-50倍。

因此,微藻的产业化生产可以用于CO2减排,缓解地球的温室效应。

同时,微藻较高的油脂含量,特别是一些微藻在异养或营养限制的条件下,油脂含量可达20%-70%。

若按微藻含油脂量30%计算,年产油脂微藻1.5-2.5万吨,可制备微藻生物柴油3000-5000吨,能有效转化CO2约2.7-4.5万吨。

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微藻研究、应用技术及发展综述微藻营养丰富,含有微量元素和各类生物活性物质,而且易于人工繁殖,生长速度快,繁殖周期短,所以在医药、保健品、水产养殖饵料、饲料添加剂、化工和环保等方面具有广阔的应用前景。

近几十年来,随着现代生物技术的应用,分离鉴别手段的提高,遗传工程、基因工程等的迅猛发展,人类对微藻的研究开发已进入一个崭新的时期。

微藻的培养和研究始于18世纪末,主要是栅藻和小球藻等淡水藻类,目的是作为研究植物生理学的试验材料。

1910年Allen和Nelson开始培养单种硅藻饲养各种无脊椎动物。

1949年,Spoehr和Milner就建议利用藻类蛋白质来解决全球的蛋白紧缺问题。

我国则从1958年开始培养作为食品和饲料的微型藻类,中科院水生所等机构先后进行了小球藻、扁藻、褐指藻等的大量培养,建立了培养池,为我国的微藻生产打下了基础。

1972年,中科院水生所、海洋所、植物所等不少单位又开展了螺旋藻的培养研究,而中科院水生所大量培养鱼腥藻已有20多年。

我国在藻种选育、培养基配制及某些培养技术方面,已经达到或接近国际水平。

在藻类蛋白的工厂化生产试验、藻类采收、浓缩、干燥和加工及藻类饲料的应用试验中也取得了重大成果。

微藻研究1. 微藻化学组成研究1.1蛋白质微藻的蛋白质含量很高,可作为单细胞蛋白(SCP)的一个重要来源。

微藻蛋白质为优质蛋白质,含有人体所需的全部必须氨基酸,但是微藻蛋白一般缺少含硫氨基酸如胱氨酸和甲硫氨酸。

1.2 脂肪微藻的总脂类含量占干物质的1~70%,多数为甘油的脂肪酸酯,主要为含偶数磷原子的直链分子,多数淡水微型绿藻含有大量的α-亚麻酸,主要包含单不饱和脂肪酸,极少含有三个以上双键。

1.3 淀粉微藻中碳水化合物的含量一般少于20%。

如盐藻12%~40%、螺旋藻约15%、小球藻约20%等。

微藻淀粉低消化率的特征,为糖尿病、肠胃系统疾病及减肥辅助药物的研制提供了潜在的巨大商机。

1.4 核酸藻所含的核酸数量超过大多数常规饲料或食物,但少于其他SCP 来源,如细菌和酵母。

1.5维生素和矿物质微藻细胞中与人体生长发育直接相关的维生素十分丰富,其含量之高是天然食品所罕见的。

据Gerdes报道,6个淡水藻种和31个海洋藻种中VB1的含量占每克细胞干重的0.35~10.5mg/kg之间。

VB2的含量也约占40mg/kg(干重)。

微藻中钾、磷、钙、镁、锌和锰等矿物元素含量也较高,超过牛奶中同类元素的含量。

1.6 色素微藻的亲脂色素(如叶绿素、类胡萝卜素)占微藻干量的5%。

微藻主要含有四种基本色素:叶绿素、叶黄素、胡萝卜素和藻胆素。

但雨生红球藻中虾青素含量特别多。

2. 营养学研究许多藻类的营养价值由其收集后的加工方法决定。

除蓝绿色螺旋藻外,藻类都有一层较厚的含纤维素的细胞壁,影响了对藻类蛋白质的利用。

只要经过适当的处理和充分消化,微藻,尤其是作为SCP来源的小球藻、栅藻、螺旋藻,其营养价值均很高,特别是蛋白质,超过大多数其他植物蛋白,相当于作为标准的参考蛋白质酪蛋白的80%。

1956年,就有人证明添加了小球藻和栅藻的小麦粉和面包,其营养品质得到了改善。

3. 毒理学研究对螺旋藻和栅藻采样进行的化学和生化分析,均未检测出任何植物毒素、真菌毒素或细菌毒素。

值得注意的是,人为的有毒化学物质,特别是重金属铅、镉、汞等对微藻的污染比较严重。

不过,微藻中存在大量的磷,可与金属形成不溶于水的金属性磷酸盐,使之不为动物所吸收。

4.微藻的收获和加工研究收获技术与生产成本密切相关。

与其它微生物过程相比,藻产物是比较稀少的,因此需要有效的脱水步骤,并迫切需要能耗低的有效装置。

微藻的培养和收获是微藻研究中比较基础的一项研究,最基础也非常重要,在许多研究需要较大的藻生物量时就需要科学的培养和收获加工技术。

5. 微藻与食品、医药推动微藻大量培养技术发展的最早因素,是世界人口的增加和全球性蛋白的缺乏以及航天的需要,而关于微藻对人类的营养价值的研究则仁智互见,莫衷一是。

不过最后的结论是:用微藻作为食物是可行的。

目前,一些微藻如小球藻、螺旋藻、杜氏藻已经从粉剂、丸剂、提取物等形式投放保健食品市场或用作食品添加剂。

自本世纪60年代以来,科学家提出了“向海洋要药”的口号,掀起了海洋药物研究的高潮。

国内外的研究表明,海洋微藻及其微藻产品有增加人体免疫力、抗肿瘤和心血管系统的保健作用,对疾病有预防和治疗功能。

藻蓝素、微藻多糖、多不饱和脂肪酸、抗生素等微藻产物被广泛应用于功能性食品或医药领域。

此外,微藻还被用于动物饲料的生产。

6.微藻固碳与生物能源6.1国际研发历程与现状1950年美国麻省理工学院在校园内建筑物的屋顶开始进行养殖藻类生产生物燃料的试验,并在研究中第一次提到微藻生物能源;1978年,受第一次石油危机的影响,美国能源部可再生能源国家实验室启动了历时19年、耗资2505万美元的水生物种项目研究,筛选出300余种产油藻种,重点开发适于微藻生物柴油生产的培养系统和制备工艺;上世纪90年代,日本国际贸易和工业部投资25亿美元,支持了一项“地球研究更新技术计划”,着力开发密闭光合生物反应器技术,利用微藻吸收火力发电厂烟气中的二氧化碳来生产生物能源;90年代后期油价大幅下降,微藻能源研究处于停滞状态。

但是进入21世纪,石油价格大幅上扬,微藻固碳与生物能源技术重新受到高度关注,多国政府、研究机构、高校和大公司等都纷纷投入巨资,以期占领战略制高点和实现技术垄断。

2002年,美国圣地亚国家实验室进行了增加微藻细胞含油量和产量方面的研究。

2005年,第一辆采用海藻燃料和大豆油(调合体积比为1:9)的示范轿车在印度成功完成了1500km的实车试验,开辟了微藻生物能源在交通运输领域应用的新纪元。

美国国际能源公司于2007年启动了“海藻变油”研发计划,从基于海藻的光合作用生产可再生柴油和喷气燃料。

Solazyme利用异养法养殖高含油微藻,炼制出的微藻生物航油已成功用于试飞。

我国微藻固碳与生物能源技术研究起步较晚,但是后期发展迅速,目前,在高产油藻种的选育与改造、高效微藻光反应器、高密度培养、高效加工等技术研究方面有了显著进步。

6.2应对世界各国发展窘境在温室效应、能源危机和粮食问题并存的国际局势下,各国都在积极寻找对策;针对能源问题,各国在核能、风能、水能、潮汐能和生物能等领域开展了研究;而粮食危机同样给人们带来很多困扰。

发展微藻固碳和生物能源有利于解决这些问题。

我国为推动生物能源的发展,已经批复了973、863项目等近亿元支持我国“微藻固碳与生物能源全套技术”。

7.微藻与环境20世纪50年代以来的研究证明,微藻是海洋中的主要初级生产者,是海洋食物链的基础,驱动着整个海洋生态系统的能量流和物质流,直接和间接地养育着几亿吨的海洋动物,在海洋生态系统的物质循环中起着十分重要的作用。

近年来,微藻净化环境的报道有很多。

7.1净化海水养殖业废水当今集约化海水养殖业中,废水的排放是海水受污染的一个主要原因。

微藻生长过程中,各种形式的无机氮和有机氮均可被其所利用,磷则主要以磷酸一氢根和磷酸二轻根的形式被它们吸收。

当微藻被引入到废水中时,通过光合作用向水中供氧,使好氧细菌能够不断分解有机质,进而产生二氧化碳,作为藻细胞光合作用的碳源。

因此,在净化水质中,人们常用微藻和细菌联用,也就是“藻菌共生”。

7.2分解海洋中的有机毒物有机锡化物特别是三丁基锡涂料是一种典型的内分泌干扰物,也是对人体最大的化合物之一。

三丁基锡涂料曾在20世纪后半叶被广泛用于防止海洋附着生物对船体等的污损,造成了海洋严重的污染问题。

1977~1983年,有机锡污染使法国牡蛎养殖业几乎陷入瘫痪。

国内外的研究证实,绿藻门的镰形纤维藻、硅藻门的中肋骨条藻都能将三丁基锡降解为二丁基锡,绿藻门的小球藻则能使三丁基锡分步脱丁基化为二丁基锡和一丁基锡。

7.3吸附重金属废水随着近代工业的发展,大量的重金属被排入海洋。

重金属随着食物链在高营养级生物体内富集。

同常规的重金属废水处理方法相比,利用海洋微藻作为吸附材料去除重金属具有明显的优点:原料价廉易得;不产生二次污染;吸附量大,重金属去除率高;适于低浓度重金属废水;被吸附的重金属的洗脱简便,利于吸附剂再生和金属回收。

有趣的是,利用死藻体比利用活藻体更简便、经济和高效。

主要是因为利用活藻体时需要提供一些养分,而且分离更困难。

死藻体藻细胞壁上的多糖、蛋白质、脂类等生物大分子具有羟基、氨基、磷酸基等带负电荷的官能团,可通过络合作用或静电引力结合重金属阳离子,降低水中溶解态重金属离子的浓度。

目前发现,微藻对锌。

汞、镉、铜、铅等金属离子的富集倍数可达数千倍,适宜作为工业重金属废水的高效“清洁剂”。

7.4环境监测因为微藻具有对环境的敏感性;微藻生物体的多样性;微藻重金属离子的选择性等,可以进行环境的检测。

8.微藻与生物活性物质约有2000000~800000种微藻,其中约35000种已有描述,超过15000种从藻类生物物质中产生的新型化合物已进行化学鉴定。

大部分微藻产生特有的生物活性物质,如类胡萝卜素、抗氧化剂、脂肪酸、酶类、聚合物、肽类、毒素、甾醇。

微藻的胞外产物越来越引起科学家的重视,海洋微藻在生长过程中会不断的向周围的环境释放许多代谢产物以及生长抑制和促进因子等,嗜铁素就是次级代谢产物的一种。

2.微藻应用技术微藻的应用技术主要面向能源、环境、食品和医药卫生领域,是实现微藻价值的技术保证。

在能源领域,微藻有望成为继粮食作物生物乙醇、纤维素生物乙醇和陆生作物生物柴油之后第三代生物质能源的原材料。

2.1微藻的固定化培养技术固定化技术是微生物学领域中广泛应用的一项新兴的生物工程技术,为日本微生物学家千畑伊朗首次提出。

虽然起步较晚,但是应用前景广阔。

植物细胞的固定化培养起步较晚,1979年Brodelius等人首次成功地将长春花、海巴戟和毛地黄细胞固定于藻酸盐凝胶中。

方法主要有三种:吸附法、包埋法、偶联法。

影响微藻固定化培养效果的因子主要为:固定载体的性质,微藻细胞的特性,环境条件的影响等。

微藻固定化技术广泛应用于次生代谢物质的生产,污水的处理,种质的保存。

目前微藻固定化方法大多因藻而异,也就是说,某种固定化方法只适应一定种类的微藻,这就给微藻研究中推广使用固定化方法带来一定的困难。

因此,如何寻找一种利多弊少而又具有普遍性的方法,是微藻固定化技术研究的当务之急。

2.2微藻生物能源技术能源问题是困扰全球的问题,也是制约经济发展的最为主要的问题之一。

目前为止,生物能源已经发展了三代。

第一代生物能源是以玉米为主要原料生产乙醇。

第二代生物能源以秸秆、枯草等非粮作物中的纤维素为主要原料,生产乙醇、维生素乙醇和生物柴油等。

第三代以产油微生物为主,其中又以海水微藻的研究最多。

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