藻类应用价值ppt课件.ppt

1、藻类应用价值,微藻优点: (1)微藻叶绿素,是非常有效的生物系统,能十分有效地利用太阳能通过光合作用将H2O、CO2和无机盐转化为有机化合物。同时因其固定CO2可以减少温室效应 (2) 繁殖一般是简单的分裂式繁殖,细胞周期较短,易于进行大规模培养,并且微藻通常无复杂的生殖器官,使整体生物量容易采取和利用；,1,(3)可以用海水、碱水或半碱水培养微藻,是淡水资源短缺、土地贫脊地区获得有效生物资源的重要途径； (4)微藻富含蛋白质、脂肪和碳水化合物,某些种类还富含油料、微量元素和矿物质,是人类未来重要的食品及油料的资源； (5)微藻、尤其是海洋微藻,因其独特的生存环境使其能合成许多结构和生理功能独

2、特的生物活性物质。特别是经过一定的诱导手段,微藻可以高浓度地合成这些具有商业化生产价值的化合物,是人类未来医药品、保健品和化工原料的希望。,2,蓝藻与人类关系,人类的优质食物：螺旋藻 二是个别产品获得医药批文,在药房出售或作医生处方药物。1964 年,日本首先开展了利用人工养殖生产微藻营养食品;1973 年,法国与墨西哥联合建成了世界上第一个大规模生产螺旋藻的养殖基地。微藻食品不但在日本、美国、欧洲等发达国家的销量持续上升,而且在一些发展中国家也日益被人们所认可。微藻的营养价值比较高, 原因是: 蛋白质含量高达65 %70 %;细胞内含有多种维生素,特别是VB12最丰富;富含8 种人体必需的氨

3、基酸;某些藻类(如螺旋藻、杜氏藻) 中含大量的- 胡萝卜素,可有效地抗生物氧化;含有多种微量元素,如铁、钾、钠、镁和钙等;含有大量的藻胆蛋白,能增强机体的免疫功能。,4,螺旋藻属Spirulina,细胞圆筒形，由单细胞或细胞间隔不明显的多数细胞所组成的螺旋状体。丝状体外无胶质衣鞘。细胞内含物匀一或有颗粒体。藻体淡蓝绿色。无段殖体。可大量繁殖形成水华。分布于淡水、海水。常见种类有极大螺旋藻 S. maxima、大螺旋藻S. major、钝顶螺旋藻S. platensi。螺旋藻含蛋白质高达5372%。是人类迄今发现的蛋白质含量最高的生物。本属主要种类,5,6,7,常见蓝藻,8,9,螺旋藻,10,螺

4、旋藻,11,12,13,我国云南景洪地区傣族同胞食用和出口缅甸等国的“岛”和“解”就是用淡水藻类中的水绵（Spirogy- ra）和刚毛藻（Cladophora）加工制成的。,14,以藻类为原料所制成的产品，特别是藻胶酸盐，已广泛应用于工业生产中。例如琼胶在食品工业中可作为凝固剂和糖一起制成软糖，和淀粉一起制成包糖用的糯米纸，制面包时加入琼胶可以使面包保持长期的松软，加入果子露中，可制成冷冻果汁；制鱼、肉罐头时加入琼胶，可以保持鱼、肉的原形，不致在运输中散开；在日本和欧美各国，还用琼胶作为酿造酒、醋、酱油的澄清剂。,15,念珠藻属Nostoc 群体团块状，直径l 3 cm，由许多类似项圈藻的藻

5、丝交织在充满浓厚胶质的公共衣鞘中。异形胞一般间位。此藻经常生长在阴湿地和淡水中。,16,名贵食品类 常见种有普通念珠藻（地木耳）N. commune和发状念珠藻（发菜）N. flagelliforme和球状念珠藻（葛仙米）N. sphaericum。,17,葛仙米,18,19,20,微藻是一种营养价值高的优质饵料,可提高水产动物,特别是海珍品育苗的成活率,降低育苗成本,提高幼体的免疫力和活力,还可使观赏鱼的体色鲜艳。在国际上,微藻作为优质饲料已占很大比重。日本DIC 公司在泰国兴建的螺旋藻养殖场年产藻粉150t ,其中作饵料或饲料的就有5060t ;墨西哥Texcoco 公司年产藻粉300t

6、,其中有100t 用于饵料或饲料;我国台湾省年产300t 藻粉,其中有120t 用于虾苗和其它海珍品、观赏鱼类、鸟类的饲料。,21,化能合成,营养要素,原生动物,轮虫动物,枝 角 类,桡 足 类,光合合成,初级生产过程,次级生产过程,鱼 产 力,22,23,24,渔业生产主要饵料,鱼类饵料 河蟹幼体开口生物饵料 水质改良剂,25,淡水生态系统-池塘,26,27,ENRICHMENT,ENRICHMENT,APPLICATION IN FISHERIES,SELECTTION、CULTURE,28,29,美容健身与保健作用,大量叶绿素、-胡萝卜素、-亚麻酸和多种维生素，可抑制细菌生长，促进皮肤细

7、胞的新陈代谢，增强细胞活力，调节脂肪代谢，促进脂肪代谢障碍所致的有毒物质通过皮肤排泄，并有排除体内毒素和清除肠毒素等作用。还能有效地纠正机体内分泌系统紊乱,30,微藻合成的色素主要有叶绿素、类胡萝卜素和藻胆蛋白等三大类。作为天然色素,它们不仅可用于食品和化妆品,还能广泛用于生物工程和医学诊断方面。红球藻(Haem a tococcus) 富含虾黄素(Astaxanthin) ,其培养物能直接用于增色饲料添加剂。盐藻的类胡萝卜素、螺旋藻的藻兰蛋白、紫球藻( Porphy rid ium )的B2藻红蛋白以及卤腥藻和念球藻的C2藻蓝蛋白等藻类色素以其极高的市场价格(如B2藻红蛋白的价格高达10万美

8、元/g) ,显示出其巨大的商业价值。,31,减轻皮肤黄褐斑、痤疮、老年斑，促进头发生长。并能防止毛囊角化，皮肤干燥，使皮肤保持弹性，光泽和红润 丰富的临床维生素E和维生素C，具有抗氧化作用，可延缓衰老,32,含有-胡萝卜素、维生素E、-亚麻酸等多种抗衰老的活性物质，含有大量的超氧化物歧化酶（SOD），可以有效地清除体内自由基，延缓机体的衰老过程，促进人体机能正常化，增强细胞活力，促进人体新陈代谢，延缓性腺萎缩，防止动脉硬化。,33,硒的含量丰富，能有效地增强淋巴细胞和巨噬细胞清除细菌的能力，还具有抗氧化保护细胞不受损伤的功能，并可促进免疫球蛋白的生成，提高机体免疫力。,34,微藻由于其营养丰富

9、，有较好的护肤能力，不但由较好的润肤、护肤效果，同时由于微藻有清除和抑制自由基的能力，故能起到防皱、防晒、抗辐射、祛斑、抗衰老的作用。微藻营养液能提供皮肤所需的氨基酸、藻多糖、SOD等多种营养活性成份。有增加皮肤弹性、润肤保湿、除皱、祛斑等功效，同时由于微藻化装品的透过性较好，能起到皮肤表面和深层营养及护理的作用，而且使用十分安全，对皮肤没有刺激和致敏作用。,35,农业生产氮源固氮藻类,蓝藻类有些种类具有固氮能力，特别是具有异形胞的种类。国内外正在从事利用蓝藻固定游离氮的研究，为农作物的肥源寻找新的途径。如稻田中接种培养固氮蓝藻满江红鱼腥藻A. azollae (与满江红共生)可增加水稻产量。

10、,36,鱼腥藻,丝状体直或各种形式弯曲。丝状体上的细胞宽度常一致，很少向末端变细的。藻丝单一或汇集成柔软的、粘化的团絮状群体。衣鞘水化，不明显。异形胞为胞间位(只有A. echinospora端生)厚壁孢子一个或排列成小链，远离异形胞或与异形胞直接相连。 异形胞间生可与拟项圈藻相区别。分布广，有些种常在池塘、湖泊中形成“水华”。 常见的有多变鱼腥藻A. variabilis、螺旋鱼腥藻A. spiroides、固氮鱼腥藻A. azotica、类颤藻鱼腥藻A. oscillarioides、卷曲鱼腥藻A. circinalis。本属主要种类,37,满江红是漂浮于水面的蕨类植物。根状茎横走，二歧分

11、枝，长出大量叶片。秋后叶色变红，形成大片水面被染红的景观，十分壮观，故名满江红。满江红与蓝藻共生，有固氮的作用，生长繁殖快，是很好的稻田绿肥，也是家畜饲料，有一定的经济价值。,38,39,40,41,在医药领域的应用,微藻富含PUFA ,能减低血液的粘稠度,降低血液中胆固醇和低密度脂蛋白的含量,从而起到预防和治疗心血管疾病的作用。 微藻多糖能够抗辐射、抗氧化,并能提高机体免疫力、促进淋巴细胞转化和抑制癌细胞增殖。杜氏藻中富含的- 胡萝卜素可抑制自由基的活性,减少过氧化物对组织的损伤,提高吞噬细胞和淋巴细胞的功能,促进细胞释放一些抗肿瘤因子,对白内障、黄斑变性病以及心血管病有一定的防护作用。,4

12、2,小球藻内含有的生长因子(CGF) ,能促进机体特别是儿童的生长发育和体质的增强,并能使免概括其保健和治疗作用主要有以下几方面： 增强机体免疫力，具有防癌、抑癌和抗辐射作用。 刺激前列腺素的合成，调节机体生理功能，对治疗高血压，提高性功能等均有效。 促进新陈代谢，加速伤口愈合，防止皮肤角质化，治疗胃及十二指肠溃疡。 对贫血、肝炎及糖尿病、白内障等均有较明显的功效。 可降低胆固醇，避免粥样动脉硬化的产生。对冠心病与轻度脑中风患者以及肥胖症等均有改善效果。 对严重营养不良病人的调养，对病后虚弱者的恢复，对儿童体质的增强和老年人身体的保健，延年益寿均有特殊的功效。 还可将微藻用于补充食物中的蛋白质

13、，并具有减肥功效。,43,观赏价值-绿毛龟,44,45,46,47,48,在废水净化与环境保护方面的应用,由于丝状的螺旋藻可以较容易地从培养液中分离出来,在养殖过程中它能有效地除去有机废水中的营养源,在废水处理中很有前途。 用经过一定处理的污水培养螺旋藻,不但可以使污水得到进一步净化,减少环境污染,而且还可将获得的微藻用作饲料或肥料。这种废水净化方式成本低,耗能少,效益明显,开发潜力大。 从微藻中分离有经济价值的基因,在细菌、真菌、大型藻类(如海带) 及高等植物中表达。如今,随着微藻基因工程的迅速发展,大量的微藻基因被克隆、测序和定位,其相关的功能也进行了遗传分析。现已知被人工克隆的蓝藻基因有

14、130 多种,被利用的蓝藻基因有2 种。总之,随着科技发展,微藻的应用前景会更加广阔。,49,有的蓝藻可作为水质的指示生物，如褐色管孢藻Chamaesiphon fuscus 是清水的指示生物，泥生颤藻Oscillatoria limosa则是水体污染的指示生物。,50,（3）高不饱和脂肪酸( PUFA),自1964年发现某些PUFA是合成前列腺素的前体,尤其是1978年Dyerbery指出EPA有益于人类健康以来,人们对EPA、DHA及花生四稀酸(AA)等多种PUFA进行了比较广泛的研究。这些PUFA有很强的生理活性,是人类及动物生长发育所必需的物质,具有抗血栓、降血脂、防止血小板聚结、舒张

15、血管等功能;对心脑血管疾病、关节炎、肾炎等疾病有良好的防治作用;此外,DHA还能促进脑细胞的生长发育,改善大脑机能。做为食物链基础的海洋微藻是EPA、DHA和AA的最初生产者,动物体内的这些PUFA也是从微藻中转化而来,海洋微藻将成为人类获得这些产物的主要资源。,51,生物柴油微藻燃料,微藻可以大量积累脂类及碳氢化合物。Phaeodacty lum 的脂类含量高达占干重的34% , Botrycoccus braun ii的碳氢化合物含量占干重的8% ,一些产氢蓝绿藻也被用来作为燃料加以研究,是人类未来燃料来源的希望。随着石油等能源的日益枯竭,利用微藻开发新能源已成为21世纪新能源建设的一大趋

16、势。日本已加紧该方面的工作,他们利用废水培养一种绿藻,其含油量高达占干重的49 %。英国西方大学Tenkins等人用4. 83公里(3英里)长、透明塑料管组成的反应器大量培养具有良好自絮凝性能的小球藻,并直接用其进行发电,为人类利用藻类燃料发电带来了曙光。,52,水华（WATER BLOOM）的危害,由于水体营养物质增加使得水体藻类暴发性增长，水体呈现不同颜色，水体失去利用价值的现象。 蓝藻是水污染的指标性植物。如果这种只有芥籽大小的蓝色颗粒状植物密集，就说明水中的磷、氮等营养物质超标；蓝藻爆发后，大量消耗水中的溶解氧，导致鱼类等水生动植物缺氧死亡，湖水发黄发臭。生态失衡严重的，将造成湖泊丧失

17、基本的水体功能，成为脏臭不堪的“死湖”。,53,许多微藻能产生对其它微藻、病毒、细菌、真菌和原生动物有毒性作用的抗微生物化合物。 这些化合物大多为有机酸、脂肪酸、溴酚及其它酚类抑制剂、丹宁、类萜,多糖及醇类。自1944年Pratt等人从小球藻中分离到具有抗菌功能的球藻素(Chlorellin)以来,人们相继从霍氏双岐藻(S cy tonem a hofm ann i) 和念珠藻(N ostosspp) 等多种微藻中分离到抗生素类化合物, 并正深入研究试图从中开发出新型高效抗生素药类。,54,人类很早就认识到某些藻类对人和动物有毒害作用,研究表明,鱼或贝类体内的毒素般是由其体内共生藻类或吞食含毒

18、素的藻类使毒素在体内积累而产生的,也就是说,微藻是毒素的初始生产者。,从微囊藻中分离到6种结构相似的环七肽肝脏毒素(微囊藻素, Micrbcystin ) ; 此外, 束丝藻(Aphauizom enon) 的石房蛤毒素(Saxitoxin) 、鱼腥藻(Anabaena) 的鱼腥藻素A (Anatoxin A ) 、鞘丝藻(L yngbya) 的海兔毒素( Aplysiatoxin)和鞘丝藻素A以及颤藻(Oscilla toria) 的毒素等多种微藻毒素已经被分离纯化。由于微藻毒素能导致人和动物中毒,同时某些毒素具有良好的药用价值,并可作为分子生物学研究工具,因此引起了国内外学者的广泛重视。,55,微囊藻属Microcystis (微胞藻),56,微囊藻属Gomphosphaeria,57,微囊藻,伪空泡,58,微 囊 藻,群体呈球形团块状或不规则形成穿孔的网状团块。公共胶被均匀无色。细胞球形或长圆形，互相贴靠，一般不易见到两两成对的情况。细胞内含物在浮游种类中，常有无数颗粒状泡沫形的假空泡。在一些非