前言:過去的30年,我國螺旋藻生物技術及産業化發展很快,取得了顯著成就。本文将從藻種選育、規模化養殖、産品質量安全、多元化産品開發及組學時代下的螺旋藻生物技術進展進行綜述,簡要介紹國内外螺旋藻生物技術及産業化發展現狀,并針對我國螺旋藻産業發展存在的問題與挑戰,提出新時期螺旋藻産業持續發展的3+3戰略。
規模化養殖技術逐步成熟
目前,螺旋藻規模化養殖技術日趨成熟,從東到西,自南到北,螺旋藻養殖場遍布我國各省市,并集中在一些區域,例如我國内蒙古、雲南、廣西、海南、江西、江蘇、山東等省。
規模化養殖過程中,除了需要獲得優良藻株外,水源、溫度、光照、培養基、培養方式等都是需要考慮的重要因素。我國螺旋藻養殖方式主要以跑道式培養池爲主,也有一些探索用光反應器生産螺旋藻的嘗試。例如,我國北方地區冬季溫度較低,螺旋藻無法生長且光照較強,螺旋藻在露天養殖情況下會受到光抑制而影響生長,故在螺旋藻養殖池安裝了薄膜大棚,用來調控螺旋藻生長。而在我國南方地區,由于溫度适宜,多采用開放式跑道池養殖螺旋藻。
由于螺旋藻養殖過程較爲粗放,容易引起原生動物等各類污染,開展螺旋藻養殖過程污染控制是規模化養殖中需要關注的關鍵技術問題。目前,引起螺旋藻養殖污染的生物種類主要包括溶藻細菌、病毒、雜藻以及浮遊動物等。其中以輪蟲爲主的浮遊動物污染是螺旋藻培養中比較突出的問題黃園等(2014)開發了以苦皮藤素/川楝素爲主的植物源殺蟲劑,并進行了戶外使用安全性評估,效果良好。
高值化産品研發有待加大投入
我國螺旋藻産品有幾十種,主要分爲兩類,一類是以整細胞形式或經過簡單的溶解等加工而成的産品,另一類是利用化學提取的方法從螺旋藻整細胞中分離提取獲得的活性物質,例如藻藍蛋白、螺旋藻多糖、藻藍蛋白多肽等系列産品。但由于市場等因素的制約,目前市場上銷售的産品仍以藻粉(分爲藥品級、食品級、飼料級)、藻片爲主,各類以螺旋藻爲原料的複方産品爲輔。
以螺旋藻爲原料,經過提取分離純化而成的藻藍蛋白,作爲食品着色劑,是目前螺旋藻深加工開發的主要産品。2012年,國家衛生部頒布通知面向全社會征集,關于“拟撤消藻藍等38種産品作爲食品添加劑”的意見,引起産業界内外的關注。來自微藻産學研一線的專家、企業家,聯名向衛生部提交了“關于保留藻藍作爲食品添加劑的建議”,建議得到了相關部門的認可與采納。
此外,提取藻藍蛋白後剩餘的藻渣中仍含有豐富的螺旋藻多糖和各類營養物質,以該藻渣爲原料提取螺旋藻多糖,構建藻藍蛋白-螺旋藻多糖-藻渣聯産的制備工藝應是下一步實現資源循環增值利用的技術攻關重點。螺旋藻多糖具有抗腫瘤、提高免疫力等多種功效,具有良好的應用前景。剩餘的藻渣作飼料添加劑飼喂雞鴨等家禽動物,不僅能夠提高家禽的抗病能力,而且爲家禽提供豐富的營養物質。該工藝的研發不僅可以實現廢棄藻渣資源的再利用,而且能夠提高産品利潤,拓寬螺旋藻的應用範圍,也是爲螺旋藻産品在飼料領域的應用探索新出路。
文章節選自:《中國藻類産業30年回顧(一)》