几种有经济价值的微藻及其应用

烟台师范学院学报（自然科学版）

ＹａｎｔａｉＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ

Ｊｏｕｒｎａｌ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ）

２００５，２１（１）：５９—６３

蒜一

几种有经济价值的微藻及其应用

邹

宁，李艳，孙东红

（烟台师范学院生命科学学院，山东烟台２６４０２５）

摘要：对一些极具经济价值和经济潜力的微藻的优良品种的生物学特性、应用价值及其培养方法进行了综合论述．

关键词：微藻；生物学特性；应用；培养方法中图分类号：Ｑ９４９．２

文献标识码：Ａ

文章编号：１００４－４９３０｛２００５｝０１—００５９—０５

微藻是一类资源丰富、种类繁多、生长速度

快、具有极大应用价值的生物资源．微藻及其代谢产物可用于生物制药、污水处理、天然食品的加工、生物饵料、生物肥料、可持续利用能源生产等方面，具有重要的经济价值和社会价值．但目前大规模生产微藻仍是一个世界难题，在优良品种的

于单细胞蛋白生产和鱼类养殖的育苗，适于大规模粗放式培养．

２）微绿球藻（Ｎａｎｎｏｃｈｌｏｒｏｐｓｉｓｏｃｕｌａｔａ）

属绿

藻门，绿藻纲，四胞藻目，球藻科，微绿球藻属．细

胞球形，个体微小，直径２肿左右，单独生存，没

有胶质被覆物，细胞内有一个小的圆盘状灰绿色色素体，且靠近一端（侧生），眼点圆形，淡橘红色．在氮素缺乏的培养基中生长时，色素体颜色极淡，眼点十分明显，而在活泼生长的情况下，色素体颜色很深，不容易观察到眼点．细胞壁极薄，幼年细

胞看不到，在分裂之前才变明显，此时具有一层模糊的粒质被膜，分裂进行时，被膜扩大，在被膜与细胞之问形成空隙，细胞进行二分裂（横分裂），子细胞由母细胞的被膜裂开处脱出，只有一个或两个可以保留并附着在被膜上，并互相连结成为～个松散的亚树枝群体…１．

筛选与推广、培养方法的优化与放大、应用价值的

发掘及市场开拓等领域，均有大量工作需要开展．

１几种有经济价值的微藻及其生物

学特征

１．１海洋微藻

１）小球藻（Ｃｈｌｏｒｅｌｌａ

ｖｌｄｑａｒｉ

Ｂｅｉｊ．）属绿藻

门，绿藻纲，绿藻目，卵胞藻科，小球藻属．细胞球形或广椭圆形．一般个体单独存在，但有时也会集成粘质层（ｍｕｃｏｕｓｌａｙｅｒ）而沉到水底，或附着在器皿上．小球藻无运动能力，正常情况下悬浮在水中，当环境不良时，往往会产生下沉现象，积聚在

微绿球藻个体小，繁殖迅速，在温暖海水和河流中大量分布，在含有机质多，特别是含氮盐丰富

的水域中，生长特别繁茂．微绿球藻主要用于不饱和脂肪酸的生产和鱼、虾、贝类育苗的饵料旧Ｊ．

３）盐藻（Ｄｕｎａｌｉｅｌｌａｓａｌｉｎａ）属绿藻门，绿藻纲，团藻目，盐藻科，盐藻属．盐藻因能在盐度很高的水中生长而得名，是盐生杜氏藻的简称．单细

培养器皿的底部，但小球藻对环境的适应能力很强，在一２—３９℃均能生长良好，在自然界中分布

极广，常出现在其他微藻的培养液中，在富含有机质的污水中也能大量生长．小球藻唯一的生殖方

胞，无细胞壁．细胞有梨形、椭圆形、球形等．细胞大小有差别，一般顶端有凹陷，从凹陷处发出两条等长（约为体长的１／３）的鞭毛，细胞依靠鞭毛在水中游动，迅速活泼．一般藻体在运动中进行纵分裂，但在环境不良时进行同配生殖（有性），具有两

法是依靠细胞内原生质体分裂形成似亲孢子，这些孢子（在形态上和母细胞非常相似）破母细胞壁而出，每个孢子长成一个新个体［１，２（Ｐ５５）Ｊ．

小球藻生长繁殖速度快，抗侵染能力强，应用

收稿订期：２００４．０９．１０

基金项日：教育部留学生科研启动基金（４１５—０００４３１）资助项目

作者简介：邹宁（１９６３一），男，教授，博士，主要从事藻类生物技术研究，（Ｔｅｌ）０５３５—６６８１０５３

万方数据

烟台师范学院学报（自然科学版）第２ｌ卷

条长鞭毛的孢子结合，合子被厚壁，每一个合子产生１６个游动孢子．

盐藻嗜盐，耐盐范围极其广泛，在高盐度中生

长良好，最适盐度为６（Ｗｏ。一７０％。，也可在正常盐

度的海水中生长．盐藻繁殖迅速，耐高温．主要用作海参育苗饵料和生产ｐ胡萝ｂ素的原料ＨＪ．

４）亚心形扁藻［Ｐｌａｔｙｍｏｎａｓｓｕｂｃｏｒｄｉｆｏｒｍｉｓ（Ｗｉｌｌｅ）Ｈａｚｅ］

属绿藻门，绿藻纲，团藻目，衣藻

科，扁藻属．藻体一般侧扁，前端凹陷，从凹陷处伸

出两对鞭毛，每一对成一组，长度约有体长的３／４．细胞壁很薄，特别在不进行生殖时，极不明显．运动全靠鞭毛，在水中游动迅速活泼．藻体以产生动孢子的方式进行繁殖，细胞纵裂为两个子细胞．分裂前细胞停止游动，鞭毛消失，在子细胞放出前，开始出现鞭毛．当环境条件适宜时，一天能繁殖一次，平均两天繁殖一次．环境不良时，形成休眠孢

子…．扁藻对盐度和温度的适应范围很广，在７—

３０ｃＣ内均能生长繁殖，对低温的适应性强，对高温的适应能力较差，温度接近３５ｑＣ时，扁藻大量死

亡，目前扁藻主要在水产养殖上用作虾夷扇贝的

育苗饵料．

５）三角褐指藻（Ｐｈａｅｏｄａｃｔｙｌｕｍ

ｔｒｉｃｏｒｎｕｔｕｍ

Ｂｏｈｌｉ）属硅藻门，羽纹纲，褐指藻日，褐指藻科，

褐藻属．单细胞，有卵形、梭形和放射形，在不同的环境条件下这三种形态可以互相转变．三角褐指藻一般通过平行分裂形成两个形态、大小相同的子细胞，因其细胞无硅质外壳，故在裂殖时，与一般硅藻不同，藻体不会缩小，在培养过程中能保持

原来大小．三角褐指藻生长快，抗侵染，耐低温，适于大规模粗放培养，广泛应用于海参、对虾的育

苗．

６）牟氏角毛藻（Ｃｈａｅｔｏｃｅｒｏｓ

ｍｕｅｌｌｅｒｉ

Ｌｅｎｒｎ．）属

硅藻门，盒形藻目，角毛藻科，角毛藻属．细胞小

型，壁薄，大多数呈单个细胞，悬浮生活，有时２—

３个细胞连在一起．壳面椭圆形至圆形，壳环面呈长方形至四角形，表环带不明显．角毛细而长，末

端尖．自细胞角伸出，几乎与纵轴平行，两端的角毛以细胞体为中心，略呈“Ｓ”形．在培养过程中，细胞往往变形，变形后的藻体都比正常的大．一般行无性的二分裂繁殖．当环境不良时，可形成休眠孢

子．

角毛藻是喜高溢藻类，水温在１卜３０℃均能

生长繁殖，能适应较强的光照强度，可在盐度很低

的水中生长．耐高温，营养价值高，适于产业化大

万方数据

规模生产，是海参育苗的最佳开口饵料．

７）紫球藻（Ｐｏｒｐｈｙｒｉｄｉｕｎｃｒｕｅｎｔｕｍ）

属红藻

门，紫菜目，紫球藻科，紫球藻属．单细胞，多数个体常不规则地聚生而成一层，外被一层薄胶膜，称粘质鞘．细胞多为球形，血红色，色素体内富含藻红素．紫球藻由细胞分裂而繁殖，在细胞分裂时，细胞内容物可分为两部分，也可分为四或更多的部分．在自然环境中，紫球藻常被蓝藻种类占据优势，最后完全为蓝藻所取代，但由于紫球藻抗盐性

强，只要培养液的盐度达到３．５％＿４．６％就能抑制蓝藻的生长，使紫球藻繁盛起来．

紫球藻细胞能够合成大量的Ｂ一藻红蛋白、花

生四烯酸和胞外含硫多糖，它分泌的含硫多糖有较高的医用价值Ｌ５’６Ｊ．Ｂ．藻红蛋白可用作生产荧光探针和食品色素，有很高的医用和食用价值．

８）底栖硅藻

底栖硅藻是一类营底栖生活

的硅藻种类，本室保存的是在水产养殖上应用广

泛的舟形藻（Ｎａｖｉｃｕｌａｓｐ．）和卵形藻（Ｃｏｃｃｏｎｅｉｓ

ｓｐ．）有运动能力，成固着生活，细胞壁较厚；营养价值高，是海参和鲍鱼附板后的最佳铒料．

１．２淡水微藻

１）固氮鱼腥藻（Ａｎａｂａｅｎａ

ａｗｔｉｃａ

Ｌｅｙ）属蓝

藻门，金球藻目，鱼腥藻属．细胞一般腰鼓型，呈长椭圆形，筒形，由多个细胞连接成链状藻丝．在藻丝中常有异形胞，比营养细胞大，内部中空，是藻丝增殖断裂的地方．鱼腥藻最主要的繁殖方法是

形成连锁体，即在丝状群体中有一段群体与其他丝状体部分脱离，再分裂增殖形成新丝状群体．此

外，又能在细胞内产生孢子（藻胞）。这种孢子能

不休眠而萌发，再形成新个体．

鱼腥藻具有生长快、固氮能力强、抗侵染、对重金属离子吸附能力强等特点，适用于处理由重金属离子引起的工业污水，也广泛应用于生物肥

料的生产和藻蓝蛋白天然食品色素的生产．

２）雨生红球藻（Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃ船ｐｌｕｖｉａｌｉｓ）

属

绿藻门，绿藻纲，团藻目，衣藻科，红球藻属．是一

种分布较广的淡水藻，常在有机物较丰富的小水体中出现．细胞由广卵形到广椭圆形．除细胞前端外，细胞壁和原生质体之间由分枝或不分枝的细胞质连丝相连，其间的空隙充满胶样物质．原生质体呈卵形．运动细胞具２条（少数为４条）鞭毛，顶

生，等长，约等于体长．通过前端的叉状胶质管伸

出细胞壁．雨生红球藻可由单细胞的孢子或合子

第１期邹宁，等：几种有经济价值的微藻及其应用

６ｌ

进行生殖，产生２—３２个子细胞；其营养繁殖为细

胞分裂；环境不良时，形成厚壁孢子，此时伴有细胞内虾青素的大量积累而使细胞呈红色．有性生殖为同性生殖．细胞幼期呈绿色，球形或卵圆形，

光合作用能力强，控制条件可以使细胞呈橙色．雨

生红球藻是目前唯一可以大规模培养，以生产珍贵的虾青素的藻类【“Ｐ１７４）］．

３）钝顶螺旋藻（Ｓｐｉｒｕｌｉｎａｐｌａｔｅｎｓｉｓ）和极大螺旋藻［Ｓｐｉｒｕｌｉｎａｍａｘｉｍａ（Ｓｅｔｃｈ

ａｎｄ

Ｇａｒｄｎｅｒ）Ｇｅｉｔｌｅｒ］

属蓝藻门，段殖藻目，颤藻科，螺旋藻属．钝顶螺旋藻是一种多细胞的丝状微藻，细胞结构简单，没有成型的细胞核，个体是由多细胞组成的不分枝

的丝状体，无鞘，圆柱形，蓝绿色，呈有规则的螺旋状卷曲，末端细胞宽圆，横壁薄．横壁处无颗粒，且略收缢．极大螺旋藻藻丝较钝顶螺旋藻大，灰绿色，前端细胞略细．细胞横壁薄，两侧具颗粒，横壁处略收缢［７，烈Ｐ１０３）］．螺旋藻喜高温（２８—４０℃）和高

碱（ｐＨ卜１１）环境，这是许多生物难以生存的条

件．螺旋藻可以蠕动的方式活动．细胞内蛋白质含

量高达细胞干重的６５％～７０％，维生素含量也极

其丰富，细胞中还含特有的弘亚麻酸，是难得的

保健食品和水产育苗的代用饵料。

２经济微藻的应用

２．１作天然食品的原料

许多研究表明，小球藻、螺旋藻等单细胞微藻

类含有丰富的蛋白质、脂肪、维生素、生物多糖、不饱和脂肪酸、叶绿素、类胡萝卜素及人体所需的各

种矿物质等１４Ｊ，有优异的营养保健功能，既能促进

细胞和肌体的生长发育，延缓衰老，又能提高肌体免疫机能，对感冒、痛风、肿瘤及消化系统疾病有

良好的预防及辅助治疗作用．

目前的微藻食品除了片状及胶囊状的主导产品外，还陆续出现了把藻粉和其他抽提物添加到普通食品中，制成具有微藻营养及风味的饮料、营

养液、雪糕、巧克力、面包、饼干及健美减肥食品

等．

２．２作食品添加剂

微藻除了大量用于生产健康食品外，日本、澳大利亚等还以微藻作原料生产维生素、食用色素、多不饱和脂肪酸等食品添加剂，其中螺旋藻和小

万方数据

球藻可直接用作食品着色剂，或从中提取藻蓝素、叶绿素、类胡萝卜素、虾青素等食用色素，近年来

还从微藻中研究开发了二十碳五烯酸（ＥＰＡ）、二十二碳六烯酸（ＤＨＡ）等多不饱和脂肪酸及多糖等

具有保健功能的食品添加剂，具有天然无毒、颜色

鲜艳的特点，不仅能赋予食品诱人的颜色，而且有很好的营养保健功能．

２．３作生物药剂的原料

许多微藻含有各种藻胶、蛋白质、氨基酸、裙带酸钠、褐藻酸钠、藻类淀粉、甘露醇、糖类、甾醇

类化合物、丙烯酸、脂肪酸、维生素和大量无机盐（如卤化物、碳酸盐、氧化钙、钾、镁、碘）等成分．根

据古药书记载和现代药学研究表明，许多微藻味属咸、寒，有清热解毒、软坚散结、消肿利水以及化瘀痰之功效．许多藻类提取物对病毒、伤风感冒、

肿瘤、支气管病、心血管病及放射性锶病毒等有一定的抑制或防治作用．另外，从微藻中提取的软骨藻酸对驱蛔虫、鞭虫和绦虫均有效．从海藻中提取

的卡拉胶含有半乳聚糖合体的多糖化合物，是一种抗病毒的活性物质，具有抗Ｂ型流行性感冒的功效．有些藻类的提取物能抑制老鼠脑膜炎和肺炎病毒的生长．某些红藻、绿藻和褐藻含有丙烯酸，具有抗细菌和病毒的效果．

２．４作生物饵料

微藻是许多浮游动物和水产养殖动物幼苗的

天然饵料．如许多鲱形目、鲻型目鱼类以及众多的

虾蟹类幼体都是以摄食硅藻为生的，海滩上爬行的泥螺及岩礁上匍匐的各种螺类舔食的也是底栖的硅藻类．小球藻、角毛藻、盐藻等，是扇贝、鲍鱼

等幼体的开口饵料．微绿球藻和金藻富含ＥＰＡ和

ＤＨＡ，是鱼、虾育苗的重要饵料．微藻作为对虾、扇

贝、鲍鱼等水产动物幼体的开口饵料对提高幼体的成活率和增强体质有重要作用［８，９｜．２．５作工业原料

微藻细胞内的许多代谢产物都是重要的工业原料．如绿藻类细胞中含有大量的叶绿素，可用于制造补血剂、食品染色剂和除臭剂．过去主要从苜

蓿；＝；丁提取，由于含量只有０．２％，所以成本较高，

而绿球藻类叶绿素的含量一般达４％一６％，是苜

蓿中叶绿索含量的２卜３０倍，用这类微藻作提取

叶绿素的原料，可大大降低生产成本．单细胞绿藻

６２

烟台师范学院学报（自然科学版）第２ｌ卷

和硅藻都含有丰富的肛胡萝卜素，这种色素是维生素Ａ原，可用作医药或保健品的原料．虾青素

属于类胡萝卜索类色素，是甲壳类动物和观赏鱼体内的重要色素．人工合成的虾青素价格非常昂贵，并且常常含有有害物质，而雨生红球藻中虾青

素的含量高达细胞干重的５％，远高于其他天然虾青素的生产来源，因此，雨生红球藻是生产虾青素的重要工业原料【甜ＰＸ０３）］．

２．６作生物肥料

蓝藻既能通过光合作用产生氧气，又具固氮能力．固氮蓝藻能将大量空气中游离的氮固定为

农作物能够利用的氮肥，既可提高农田肥力，又可

降低农业生产成本．同时藻体本身可以在稻田的

水体中大量生长繁殖，分解后提高土壤的有机质含量和肥沃度，改良土壤结构，避免化肥引起的土壤板结．

２．７用于废水处理

微藻对污水具有很强的清洁能力，特别是丝状微藻，由于比较容易与培养液进行分离，所以是进行污水生物处理的有效生物．用微藻净化污水，不仅能减少环境污染，还可以将得到的藻类细胞

用作饲料和肥料，甚至可用于生产有用的化学物

质．与传统的废水处理方法相比，用微藻处理废

水，具有成本低、耗能少、效益大的特点，是一项非

常有开发潜力的环保工程，特别是近几年生物膜

反应器技术的成功应用和金属硫蛋白基因向蓝藻

中转移的成功，进一步推动了微藻在污水处理方

面的应用．

２．８用于美容和生产化妆品

螺旋藻营养丰富，具有较好的护肤能力，不仅

能润肤、护肤，同时还有清除和抑制自由基的能力，能起到防皱、防晒、抗辐射、祛斑、抗衰老的作

用．微藻中特有的蛋白质色素——藻胆蛋白，色彩

鲜艳、多样，是对人体无害的绝好的口红生产原料．

３主要经济微藻的培养和藻种保存

方法

１）培养用水

自然海水或淡水，沉淀，过滤，

煮沸灭菌，待冷却后加入营养母液，即可使用．万方数据

２）保种与培养设施生化培养箱、光照培养箱、光照恒温摇床、生物反应器、水池．

３）培养液

（１）培养液配方：吣１００

ｍｇ／Ｌ，

ｍ飚１１ｃ魄仡，柠檬酸铁ｌｍｇ／Ｌ，微量元素ｌＨ∥【Ｊ到．

（２）螺旋藻专用培养液配方：ＮａＨＣ０３

１６．Ｓｇ／Ｌ，

Ｋ２Ｓ０４

１．（ｋｏ／Ｌ，Ｍ｛多０４‘７Ｈ２０

０．２９／Ｌ，ＣａＣｌ２。２Ｆ１２００．Ｏｌｇ／Ｌ，

ＦｅＳ０４・７Ｈ２００．０１９／Ｌ，ＥＤＴＡ

０．０８９／Ｌ，微量元素

ｌＩｌｌＩ／Ｌ【７｜．（３）固体培养基配方是在液体培养基

的基础上加琼脂３０∥Ｌ．

４）接种在无菌操作台上进行．用移液管或胶头滴管吸取适量藻液加入到含培养液的小锥形瓶中，往固体培养基中接种时，吸取少量藻液，将藻液喷洒在培养基表面．

５）保种

将接种过的培养液或培养基放在

２５±１

ｏＣ，光照强度为８０００Ｉｘ的培养箱中，培养

到藻细胞长满时，置于１５±ｌ℃的生化培养箱中

培养保种．另外，可将藻液离心后或直接放到卜

４℃的冰箱中保存．

６）培养及生长检测各种微藻的最佳培养

条件因种而异．需要注意的生长影响因子主要有

光照（１００－屯００００ｌｘ）、温度（７—３５℃）、盐度（海

水藻种３．Ｏ％左右，盐藻６％一１００％）及酸碱度

（ｐＨ

７．卜８．５，螺旋藻为户１１）．

生长检测主要采用显微观察和细胞计数的方

法［１１］．

鸣谢

在本项目的研究中，许多外国友人和

国内水产育苗企业无私提供优良藻种，在此致以

衷心的感谢！

参考文献：

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ｃｅｌｌｄｅｎｓｉｔｙｃｕｌｔｕｒｅｓｏｆＮａｎｎｏｃｈｌｏｒｏｐｓｉｓｓｐ．（Ｅｕｓｔｉｇｍａｔｏ－

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ｐｏｌｙｓａｃｃｈａ．

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Ｂｉｏｒｅｓ

Ｔｅｃｈｎ０１．１９９１．３８：１９５—２０１．

第１期［６］

邹

Ｓ，Ａｒａｄ（Ｍａｌｉｓ）Ｓ，Ｒｉｃｈｍｏｎｄ

ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ

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宁，等：几种有经济价值的微藻及其应用

Ａ．Ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｌ－

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６３

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２０（）ｏ，１２：３铲３５４．

［９］

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ｏｕｔｄｏｏｒｍａｓｓ

Ｊ，ＣｒｉｓｔｏＣ，Ｖａｌｌｃ．ＩｎｃｌａｎＹ，ｅｔａ１．“Ｈｙｔｏｂｌｏｏｍ”：

Ｓｏｌｕｔｉｏｎ

ｆｏｒＡｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ．Ｉ．ａｒｖｉ’０１一Ｆｉｓｈ＆

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Ｃｙａｎｏｐｈｙ－ｃｅｅ．Ｃｈｉｍｉｑｕｅｓ

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ＳｅｖｅｒａｌＳｐｅｃｉｅｓｏｆＥｃｏｎｏｍｉｃＭｉｃｒｏａｌｇａｅａｎｄＴｈｅｉｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ

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Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｔａｉ

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ｖａｌｕｅａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｏｔｅｎｔｉａｌ．ａｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄｉｎｔｈｉｓ

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（责任编辑司丽琴）

万方数据

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Ｊｏｕｒｎａｌ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ）

２００５，２１（１）：５９—６３

蒜一

几种有经济价值的微藻及其应用

邹

宁，李艳，孙东红

（烟台师范学院生命科学学院，山东烟台２６４０２５）

摘要：对一些极具经济价值和经济潜力的微藻的优良品种的生物学特性、应用价值及其培养方法进行了综合论述．

关键词：微藻；生物学特性；应用；培养方法中图分类号：Ｑ９４９．２

文献标识码：Ａ

文章编号：１００４－４９３０｛２００５｝０１—００５９—０５

微藻是一类资源丰富、种类繁多、生长速度

快、具有极大应用价值的生物资源．微藻及其代谢产物可用于生物制药、污水处理、天然食品的加工、生物饵料、生物肥料、可持续利用能源生产等方面，具有重要的经济价值和社会价值．但目前大规模生产微藻仍是一个世界难题，在优良品种的

于单细胞蛋白生产和鱼类养殖的育苗，适于大规模粗放式培养．

２）微绿球藻（Ｎａｎｎｏｃｈｌｏｒｏｐｓｉｓｏｃｕｌａｔａ）

属绿

藻门，绿藻纲，四胞藻目，球藻科，微绿球藻属．细

胞球形，个体微小，直径２肿左右，单独生存，没

有胶质被覆物，细胞内有一个小的圆盘状灰绿色色素体，且靠近一端（侧生），眼点圆形，淡橘红色．在氮素缺乏的培养基中生长时，色素体颜色极淡，眼点十分明显，而在活泼生长的情况下，色素体颜色很深，不容易观察到眼点．细胞壁极薄，幼年细

胞看不到，在分裂之前才变明显，此时具有一层模糊的粒质被膜，分裂进行时，被膜扩大，在被膜与细胞之问形成空隙，细胞进行二分裂（横分裂），子细胞由母细胞的被膜裂开处脱出，只有一个或两个可以保留并附着在被膜上，并互相连结成为～个松散的亚树枝群体…１．

筛选与推广、培养方法的优化与放大、应用价值的

发掘及市场开拓等领域，均有大量工作需要开展．

１几种有经济价值的微藻及其生物

学特征

１．１海洋微藻

１）小球藻（Ｃｈｌｏｒｅｌｌａ

ｖｌｄｑａｒｉ

Ｂｅｉｊ．）属绿藻

门，绿藻纲，绿藻目，卵胞藻科，小球藻属．细胞球形或广椭圆形．一般个体单独存在，但有时也会集成粘质层（ｍｕｃｏｕｓｌａｙｅｒ）而沉到水底，或附着在器皿上．小球藻无运动能力，正常情况下悬浮在水中，当环境不良时，往往会产生下沉现象，积聚在

微绿球藻个体小，繁殖迅速，在温暖海水和河流中大量分布，在含有机质多，特别是含氮盐丰富

的水域中，生长特别繁茂．微绿球藻主要用于不饱和脂肪酸的生产和鱼、虾、贝类育苗的饵料旧Ｊ．

３）盐藻（Ｄｕｎａｌｉｅｌｌａｓａｌｉｎａ）属绿藻门，绿藻纲，团藻目，盐藻科，盐藻属．盐藻因能在盐度很高的水中生长而得名，是盐生杜氏藻的简称．单细

培养器皿的底部，但小球藻对环境的适应能力很强，在一２—３９℃均能生长良好，在自然界中分布

极广，常出现在其他微藻的培养液中，在富含有机质的污水中也能大量生长．小球藻唯一的生殖方

胞，无细胞壁．细胞有梨形、椭圆形、球形等．细胞大小有差别，一般顶端有凹陷，从凹陷处发出两条等长（约为体长的１／３）的鞭毛，细胞依靠鞭毛在水中游动，迅速活泼．一般藻体在运动中进行纵分裂，但在环境不良时进行同配生殖（有性），具有两

法是依靠细胞内原生质体分裂形成似亲孢子，这些孢子（在形态上和母细胞非常相似）破母细胞壁而出，每个孢子长成一个新个体［１，２（Ｐ５５）Ｊ．

小球藻生长繁殖速度快，抗侵染能力强，应用

收稿订期：２００４．０９．１０

基金项日：教育部留学生科研启动基金（４１５—０００４３１）资助项目

作者简介：邹宁（１９６３一），男，教授，博士，主要从事藻类生物技术研究，（Ｔｅｌ）０５３５—６６８１０５３

万方数据

烟台师范学院学报（自然科学版）第２ｌ卷

条长鞭毛的孢子结合，合子被厚壁，每一个合子产生１６个游动孢子．

盐藻嗜盐，耐盐范围极其广泛，在高盐度中生

长良好，最适盐度为６（Ｗｏ。一７０％。，也可在正常盐

度的海水中生长．盐藻繁殖迅速，耐高温．主要用作海参育苗饵料和生产ｐ胡萝ｂ素的原料ＨＪ．

４）亚心形扁藻［Ｐｌａｔｙｍｏｎａｓｓｕｂｃｏｒｄｉｆｏｒｍｉｓ（Ｗｉｌｌｅ）Ｈａｚｅ］

属绿藻门，绿藻纲，团藻目，衣藻

科，扁藻属．藻体一般侧扁，前端凹陷，从凹陷处伸

出两对鞭毛，每一对成一组，长度约有体长的３／４．细胞壁很薄，特别在不进行生殖时，极不明显．运动全靠鞭毛，在水中游动迅速活泼．藻体以产生动孢子的方式进行繁殖，细胞纵裂为两个子细胞．分裂前细胞停止游动，鞭毛消失，在子细胞放出前，开始出现鞭毛．当环境条件适宜时，一天能繁殖一次，平均两天繁殖一次．环境不良时，形成休眠孢

子…．扁藻对盐度和温度的适应范围很广，在７—

３０ｃＣ内均能生长繁殖，对低温的适应性强，对高温的适应能力较差，温度接近３５ｑＣ时，扁藻大量死

亡，目前扁藻主要在水产养殖上用作虾夷扇贝的

育苗饵料．

５）三角褐指藻（Ｐｈａｅｏｄａｃｔｙｌｕｍ

ｔｒｉｃｏｒｎｕｔｕｍ

Ｂｏｈｌｉ）属硅藻门，羽纹纲，褐指藻日，褐指藻科，

褐藻属．单细胞，有卵形、梭形和放射形，在不同的环境条件下这三种形态可以互相转变．三角褐指藻一般通过平行分裂形成两个形态、大小相同的子细胞，因其细胞无硅质外壳，故在裂殖时，与一般硅藻不同，藻体不会缩小，在培养过程中能保持

原来大小．三角褐指藻生长快，抗侵染，耐低温，适于大规模粗放培养，广泛应用于海参、对虾的育

苗．

６）牟氏角毛藻（Ｃｈａｅｔｏｃｅｒｏｓ

ｍｕｅｌｌｅｒｉ

Ｌｅｎｒｎ．）属

硅藻门，盒形藻目，角毛藻科，角毛藻属．细胞小

型，壁薄，大多数呈单个细胞，悬浮生活，有时２—

３个细胞连在一起．壳面椭圆形至圆形，壳环面呈长方形至四角形，表环带不明显．角毛细而长，末

端尖．自细胞角伸出，几乎与纵轴平行，两端的角毛以细胞体为中心，略呈“Ｓ”形．在培养过程中，细胞往往变形，变形后的藻体都比正常的大．一般行无性的二分裂繁殖．当环境不良时，可形成休眠孢

子．

角毛藻是喜高溢藻类，水温在１卜３０℃均能

生长繁殖，能适应较强的光照强度，可在盐度很低

的水中生长．耐高温，营养价值高，适于产业化大

万方数据

规模生产，是海参育苗的最佳开口饵料．

７）紫球藻（Ｐｏｒｐｈｙｒｉｄｉｕｎｃｒｕｅｎｔｕｍ）

属红藻

门，紫菜目，紫球藻科，紫球藻属．单细胞，多数个体常不规则地聚生而成一层，外被一层薄胶膜，称粘质鞘．细胞多为球形，血红色，色素体内富含藻红素．紫球藻由细胞分裂而繁殖，在细胞分裂时，细胞内容物可分为两部分，也可分为四或更多的部分．在自然环境中，紫球藻常被蓝藻种类占据优势，最后完全为蓝藻所取代，但由于紫球藻抗盐性

强，只要培养液的盐度达到３．５％＿４．６％就能抑制蓝藻的生长，使紫球藻繁盛起来．

紫球藻细胞能够合成大量的Ｂ一藻红蛋白、花

生四烯酸和胞外含硫多糖，它分泌的含硫多糖有较高的医用价值Ｌ５’６Ｊ．Ｂ．藻红蛋白可用作生产荧光探针和食品色素，有很高的医用和食用价值．

８）底栖硅藻

底栖硅藻是一类营底栖生活

的硅藻种类，本室保存的是在水产养殖上应用广

泛的舟形藻（Ｎａｖｉｃｕｌａｓｐ．）和卵形藻（Ｃｏｃｃｏｎｅｉｓ

ｓｐ．）有运动能力，成固着生活，细胞壁较厚；营养价值高，是海参和鲍鱼附板后的最佳铒料．

１．２淡水微藻

１）固氮鱼腥藻（Ａｎａｂａｅｎａ

ａｗｔｉｃａ

Ｌｅｙ）属蓝

藻门，金球藻目，鱼腥藻属．细胞一般腰鼓型，呈长椭圆形，筒形，由多个细胞连接成链状藻丝．在藻丝中常有异形胞，比营养细胞大，内部中空，是藻丝增殖断裂的地方．鱼腥藻最主要的繁殖方法是

形成连锁体，即在丝状群体中有一段群体与其他丝状体部分脱离，再分裂增殖形成新丝状群体．此

外，又能在细胞内产生孢子（藻胞）。这种孢子能

不休眠而萌发，再形成新个体．

鱼腥藻具有生长快、固氮能力强、抗侵染、对重金属离子吸附能力强等特点，适用于处理由重金属离子引起的工业污水，也广泛应用于生物肥

料的生产和藻蓝蛋白天然食品色素的生产．

２）雨生红球藻（Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃ船ｐｌｕｖｉａｌｉｓ）

属

绿藻门，绿藻纲，团藻目，衣藻科，红球藻属．是一

种分布较广的淡水藻，常在有机物较丰富的小水体中出现．细胞由广卵形到广椭圆形．除细胞前端外，细胞壁和原生质体之间由分枝或不分枝的细胞质连丝相连，其间的空隙充满胶样物质．原生质体呈卵形．运动细胞具２条（少数为４条）鞭毛，顶

生，等长，约等于体长．通过前端的叉状胶质管伸

出细胞壁．雨生红球藻可由单细胞的孢子或合子

第１期邹宁，等：几种有经济价值的微藻及其应用

６ｌ

进行生殖，产生２—３２个子细胞；其营养繁殖为细

胞分裂；环境不良时，形成厚壁孢子，此时伴有细胞内虾青素的大量积累而使细胞呈红色．有性生殖为同性生殖．细胞幼期呈绿色，球形或卵圆形，

光合作用能力强，控制条件可以使细胞呈橙色．雨

生红球藻是目前唯一可以大规模培养，以生产珍贵的虾青素的藻类【“Ｐ１７４）］．

３）钝顶螺旋藻（Ｓｐｉｒｕｌｉｎａｐｌａｔｅｎｓｉｓ）和极大螺旋藻［Ｓｐｉｒｕｌｉｎａｍａｘｉｍａ（Ｓｅｔｃｈ

ａｎｄ

Ｇａｒｄｎｅｒ）Ｇｅｉｔｌｅｒ］

属蓝藻门，段殖藻目，颤藻科，螺旋藻属．钝顶螺旋藻是一种多细胞的丝状微藻，细胞结构简单，没有成型的细胞核，个体是由多细胞组成的不分枝

的丝状体，无鞘，圆柱形，蓝绿色，呈有规则的螺旋状卷曲，末端细胞宽圆，横壁薄．横壁处无颗粒，且略收缢．极大螺旋藻藻丝较钝顶螺旋藻大，灰绿色，前端细胞略细．细胞横壁薄，两侧具颗粒，横壁处略收缢［７，烈Ｐ１０３）］．螺旋藻喜高温（２８—４０℃）和高

碱（ｐＨ卜１１）环境，这是许多生物难以生存的条

件．螺旋藻可以蠕动的方式活动．细胞内蛋白质含

量高达细胞干重的６５％～７０％，维生素含量也极

其丰富，细胞中还含特有的弘亚麻酸，是难得的

保健食品和水产育苗的代用饵料。

２经济微藻的应用

２．１作天然食品的原料

许多研究表明，小球藻、螺旋藻等单细胞微藻

类含有丰富的蛋白质、脂肪、维生素、生物多糖、不饱和脂肪酸、叶绿素、类胡萝卜素及人体所需的各

种矿物质等１４Ｊ，有优异的营养保健功能，既能促进

细胞和肌体的生长发育，延缓衰老，又能提高肌体免疫机能，对感冒、痛风、肿瘤及消化系统疾病有

良好的预防及辅助治疗作用．

目前的微藻食品除了片状及胶囊状的主导产品外，还陆续出现了把藻粉和其他抽提物添加到普通食品中，制成具有微藻营养及风味的饮料、营

养液、雪糕、巧克力、面包、饼干及健美减肥食品

等．

２．２作食品添加剂

微藻除了大量用于生产健康食品外，日本、澳大利亚等还以微藻作原料生产维生素、食用色素、多不饱和脂肪酸等食品添加剂，其中螺旋藻和小

万方数据

球藻可直接用作食品着色剂，或从中提取藻蓝素、叶绿素、类胡萝卜素、虾青素等食用色素，近年来

还从微藻中研究开发了二十碳五烯酸（ＥＰＡ）、二十二碳六烯酸（ＤＨＡ）等多不饱和脂肪酸及多糖等

具有保健功能的食品添加剂，具有天然无毒、颜色

鲜艳的特点，不仅能赋予食品诱人的颜色，而且有很好的营养保健功能．

２．３作生物药剂的原料

许多微藻含有各种藻胶、蛋白质、氨基酸、裙带酸钠、褐藻酸钠、藻类淀粉、甘露醇、糖类、甾醇

类化合物、丙烯酸、脂肪酸、维生素和大量无机盐（如卤化物、碳酸盐、氧化钙、钾、镁、碘）等成分．根

据古药书记载和现代药学研究表明，许多微藻味属咸、寒，有清热解毒、软坚散结、消肿利水以及化瘀痰之功效．许多藻类提取物对病毒、伤风感冒、

肿瘤、支气管病、心血管病及放射性锶病毒等有一定的抑制或防治作用．另外，从微藻中提取的软骨藻酸对驱蛔虫、鞭虫和绦虫均有效．从海藻中提取

的卡拉胶含有半乳聚糖合体的多糖化合物，是一种抗病毒的活性物质，具有抗Ｂ型流行性感冒的功效．有些藻类的提取物能抑制老鼠脑膜炎和肺炎病毒的生长．某些红藻、绿藻和褐藻含有丙烯酸，具有抗细菌和病毒的效果．

２．４作生物饵料

微藻是许多浮游动物和水产养殖动物幼苗的

天然饵料．如许多鲱形目、鲻型目鱼类以及众多的

虾蟹类幼体都是以摄食硅藻为生的，海滩上爬行的泥螺及岩礁上匍匐的各种螺类舔食的也是底栖的硅藻类．小球藻、角毛藻、盐藻等，是扇贝、鲍鱼

等幼体的开口饵料．微绿球藻和金藻富含ＥＰＡ和

ＤＨＡ，是鱼、虾育苗的重要饵料．微藻作为对虾、扇

贝、鲍鱼等水产动物幼体的开口饵料对提高幼体的成活率和增强体质有重要作用［８，９｜．２．５作工业原料

微藻细胞内的许多代谢产物都是重要的工业原料．如绿藻类细胞中含有大量的叶绿素，可用于制造补血剂、食品染色剂和除臭剂．过去主要从苜

蓿；＝；丁提取，由于含量只有０．２％，所以成本较高，

而绿球藻类叶绿素的含量一般达４％一６％，是苜

蓿中叶绿索含量的２卜３０倍，用这类微藻作提取

叶绿素的原料，可大大降低生产成本．单细胞绿藻

６２

烟台师范学院学报（自然科学版）第２ｌ卷

和硅藻都含有丰富的肛胡萝卜素，这种色素是维生素Ａ原，可用作医药或保健品的原料．虾青素

属于类胡萝卜索类色素，是甲壳类动物和观赏鱼体内的重要色素．人工合成的虾青素价格非常昂贵，并且常常含有有害物质，而雨生红球藻中虾青

素的含量高达细胞干重的５％，远高于其他天然虾青素的生产来源，因此，雨生红球藻是生产虾青素的重要工业原料【甜ＰＸ０３）］．

２．６作生物肥料

蓝藻既能通过光合作用产生氧气，又具固氮能力．固氮蓝藻能将大量空气中游离的氮固定为

农作物能够利用的氮肥，既可提高农田肥力，又可

降低农业生产成本．同时藻体本身可以在稻田的

水体中大量生长繁殖，分解后提高土壤的有机质含量和肥沃度，改良土壤结构，避免化肥引起的土壤板结．

２．７用于废水处理

微藻对污水具有很强的清洁能力，特别是丝状微藻，由于比较容易与培养液进行分离，所以是进行污水生物处理的有效生物．用微藻净化污水，不仅能减少环境污染，还可以将得到的藻类细胞

用作饲料和肥料，甚至可用于生产有用的化学物

质．与传统的废水处理方法相比，用微藻处理废

水，具有成本低、耗能少、效益大的特点，是一项非

常有开发潜力的环保工程，特别是近几年生物膜

反应器技术的成功应用和金属硫蛋白基因向蓝藻

中转移的成功，进一步推动了微藻在污水处理方

面的应用．

２．８用于美容和生产化妆品

螺旋藻营养丰富，具有较好的护肤能力，不仅

能润肤、护肤，同时还有清除和抑制自由基的能力，能起到防皱、防晒、抗辐射、祛斑、抗衰老的作

用．微藻中特有的蛋白质色素——藻胆蛋白，色彩

鲜艳、多样，是对人体无害的绝好的口红生产原料．

３主要经济微藻的培养和藻种保存

方法

１）培养用水

自然海水或淡水，沉淀，过滤，

煮沸灭菌，待冷却后加入营养母液，即可使用．万方数据

２）保种与培养设施生化培养箱、光照培养箱、光照恒温摇床、生物反应器、水池．

３）培养液

（１）培养液配方：吣１００

ｍｇ／Ｌ，

ｍ飚１１ｃ魄仡，柠檬酸铁ｌｍｇ／Ｌ，微量元素ｌＨ∥【Ｊ到．

（２）螺旋藻专用培养液配方：ＮａＨＣ０３

１６．Ｓｇ／Ｌ，

Ｋ２Ｓ０４

１．（ｋｏ／Ｌ，Ｍ｛多０４‘７Ｈ２０

０．２９／Ｌ，ＣａＣｌ２。２Ｆ１２００．Ｏｌｇ／Ｌ，

ＦｅＳ０４・７Ｈ２００．０１９／Ｌ，ＥＤＴＡ

０．０８９／Ｌ，微量元素

ｌＩｌｌＩ／Ｌ【７｜．（３）固体培养基配方是在液体培养基

的基础上加琼脂３０∥Ｌ．

４）接种在无菌操作台上进行．用移液管或胶头滴管吸取适量藻液加入到含培养液的小锥形瓶中，往固体培养基中接种时，吸取少量藻液，将藻液喷洒在培养基表面．

５）保种

将接种过的培养液或培养基放在

２５±１

ｏＣ，光照强度为８０００Ｉｘ的培养箱中，培养

到藻细胞长满时，置于１５±ｌ℃的生化培养箱中

培养保种．另外，可将藻液离心后或直接放到卜

４℃的冰箱中保存．

６）培养及生长检测各种微藻的最佳培养

条件因种而异．需要注意的生长影响因子主要有

光照（１００－屯００００ｌｘ）、温度（７—３５℃）、盐度（海

水藻种３．Ｏ％左右，盐藻６％一１００％）及酸碱度

（ｐＨ

７．卜８．５，螺旋藻为户１１）．

生长检测主要采用显微观察和细胞计数的方

法［１１］．

鸣谢

在本项目的研究中，许多外国友人和

国内水产育苗企业无私提供优良藻种，在此致以

衷心的感谢！

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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉｃｒｏａｌｇａｅ；ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ；ｃｕｌｔｕｒｅｍｅｔｈｏｄ

（责任编辑司丽琴）

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