【《微拟球藻概述》2100字】

III微拟球藻概述1.1微藻营养成分概述藻类（Algae）是一类广泛分布于各类水生环境中生长的光合生物，按照大小可以分为大藻（Macroalgae）和微藻（Microalgae）两类[23]，大藻多为多细胞生物，大尺寸的藻类，肉眼可见，而微藻是微观的单细胞，可能是原核生物，也可能是真核生物。微藻长期以来被作为重要饵料应用于水产养殖业[24,25]，但由于其具有个体微小，繁殖速度快，在海水和淡水中都广泛存在，对环境的适应能力强的特点[26]，使其可以被广泛应用于新型生物技术领域，包括用于生物柴油的制备[27]，用于被污染废水的生物修复[28]，用于动物饲料和生物肥料，以及用于生产高附加值的人类营养膳食补充剂[29,30]。目前，人们对微藻营养成分的研究主要集中在脂质、碳水化合物和蛋白质这三大营养素上，而不同藻种之间其营养成分存在着较大差异，如表1-2所示[31]。表1-2部分藻类的营养成分含量（%）Table1-2Nutrientcontentofsomealgae(%)藻类脂质碳水化合物蛋白质三角褐指藻（Phaeodactylumtricornutum）16.116.834.8莱茵衣藻（Chlamydomonasreinhardtii）211748杜氏藻（Dunaliellasp.）14.3614.5734.17栅藻（Scenedesmussp.）152831聚球藻（Synechococcussp.）111563微拟球藻（Nannochloropsissp.）221030球等鞭金藻（Isochrysisgalbana）113427小球藻（Chlorellavulgaris）14-2212-1751-58除此之外，微藻还具有类胡萝卜素、叶绿素和虾青素等色素、维生素及多肽等生物活性物质[32-35]。在众多的微藻中，微拟球藻由于其具有生长速率高，环境适应能力强，脂质累积量高，EPA含量较高的特点，成为近年来微藻脂质方向的研究热点[36]。1.2微拟球藻（1）微拟球藻营养成分概述微拟球藻（Nannochloropsissp.）是一种在海洋中广泛分布的真眼点藻纲(Eustigmatophyceae)的海洋单细胞藻类，具有环境适应能力强、油脂含量高、个体小，繁殖速度快等优点[37]。此前，对微拟球藻的研究多集中在用来生产生物柴油方向[38-40]以及用于水生产物的饲料方向，且对于微拟球藻培养及产油藻株的筛选也多集中于新型生物能源方向[41]。而微拟球藻中同样富含各类营养物质[42,43]，如多不饱和脂肪酸、蛋白质及色素等[37]。微拟球藻本身含有较高含量的脂质，经改变培养条件和筛选藻株后，可使微拟球藻中的脂质含量达到50%以上[44]，主要脂肪酸为C14:0、C16:0、C16:1（n-7）、C18:1（n-9）、C18:2（n-6）、C20:4（n-6）和C20:5（n-3，EPA），微拟球藻的主要脂肪酸组成如表1-3所示。表1-3微拟球藻的主要脂肪酸组成[36]Table1-3ThemainfattyacidcompositionofNannochloropsissp.脂肪酸种类C14:0C16:0C16:1C18:1C18:2C20:4C20:5相对含量（%）4.021.825.84.22.56.533.7由表1-3可知，由于微拟球藻脂肪酸组成中，不含有DHA，故以微拟球藻为来源生产EPA与深海鱼油及磷虾油相比，具有易分离和纯度较高的优势。而微拟球藻的EPA含量，取决于藻种本身的遗传因素、生长阶段和培养条件，不同藻株和不同培养条件下的微拟球藻，其EPA含量具有一定的差异，不同微拟球藻藻株EPA含量如表1-4所示。表1-4不同微拟球藻藻株EPA含量Table1-4EPAcontentofdifferentNanochloropsisstrains藻株EPA占总脂肪酸的含量(%)Nannochloropsissp.11.1-30.8NannochloropsisoceanicaM44[45]43.34NannochloropsisoceanicaCASACC201[46]2.15-14.52NannochloropsisoceanicaKA2[47]26.98Nannochloropsisoculata[48]6.30-18.10Nannochloropsissalina[49]11.5-28.6微拟球藻除富含EPA等多种PUFA外，微拟球藻中还含有大量的蛋白质，其种必需氨基酸7种和半必需氨基酸2种，微拟球藻中氨基酸组成如表1-5所示。表1-5微拟球藻的必需氨基酸组成（占总氨基酸含量的百分比，%）Table1-5TheessentialaminoacidcompositionofNannochloropsissp.苏氨酸（Thr）缬氨酸（Val）蛋氨酸（Met）异亮氨酸（Ile）亮氨酸（Leu）苯丙氨酸（Phe）赖氨酸（Lys）色氨酸（Trp）6.646.171.504.638.864.857.21/注：/表示未检出由表1-5可知，微拟球藻中必需氨基酸含量较高，约为36.1%，必需氨基酸和非必需氨基酸的比值为1:1.5，符合食品法典委员会FAO/WHO的理想模式[50]，故而微拟球藻是生产EPA的最佳原料的同时，也可作为优质蛋白的生产原料，进行高值化利用。除了被认为是EPA和蛋白质的新型来源外，微拟球藻同时也因其含有大量的叶绿素a和β-胡萝卜素等具有营养价值的色素而被认为是潜在的色素类生物质来源之一[51,52]。（2）微拟球藻中EPA存在形态目前市场上，EPA来源多为深海鱼油和南极磷虾油，EPA在它们中多以甘油三酯和磷脂的形式存在[53,54]，且还有一定量的DHA。从微拟球藻中提取的脂质含有8-10%的磷脂和30-40%的糖脂，其中含有30-40%的EPA，且不含DHA[55]。微拟球藻中含有磷脂酰胆碱（PC）、磷脂酰乙醇胺（PE）和磷脂酰甘油（PG）等磷脂，以及硫代异鼠李糖二酰甘油（SQDG）、双半乳糖二酰基甘油（DGDG）和单半乳糖二酰基甘油（MGDG）等糖脂，均属于膜脂的范畴，作为一类结构脂质，支持正常的细胞功能，EPA等PUFA主要位于这些膜脂上[56,57]。微藻中最具特征的脂类是单半乳糖二酰基甘油（MGDG）和双半乳糖二酰基甘油（DGDG），结构式如图1-3所示。Monogalatosyldiglyceride(MGDG)Digalactosyldiglyceride(DGDG)图1-3MGDG与DGDG结构式Fig.1-3StructureofMGDGandDGDG这与微藻的脂质合成累积特性有关，在最佳生长条件下，藻类合成脂肪酸主要用于合成膜脂（Membranelipid），其中PUFA主要位于膜脂上。在外部条件发生变化的条件下，则会转而积累中性脂（NeutralLipid）[58]。在微生物中，饱和脂肪酸一般分布于中性脂上，而膜脂中则含有较高含量的多不饱和脂肪酸（PUFA），如EPA等[59]。如图1-4所示[60]，微拟球藻与其他微藻一样，细胞内的膜脂通常由脂肪酸、磷脂和抗氧化剂组成的具有一定协同作用的三层细胞膜结构，在膜脂上，EPA等脂肪酸通过酯键结合在磷脂分子上，并形成细胞中的膜脂的双层结构，支撑细胞的生理功能。图1-4微藻细胞膜结构图Fig.1-4Structureofmicroalgaece