第三章 微藻的應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解在不同領(lǐng)域中已經(jīng)得到應(yīng)用的微藻種類。2.了解微藻技術(shù)對發(fā)展大食物觀、碳中和、能源安全相關(guān)技術(shù)與生態(tài)文明建設(shè)的意義。3.了解微藻活性代謝物的種類及其應(yīng)用潛力。主要內(nèi)容第一節(jié)微藻與大食物觀第二節(jié)微藻在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用第三節(jié)微藻與碳中和綠色循環(huán)發(fā)展 第四節(jié)微藻生物能源的研究前景 第五節(jié)微藻在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用第一節(jié)微藻與大食物觀一、微藻在食品中的應(yīng)用歷史二、微藻的營養(yǎng)組成食物源蛋白質(zhì)含量（%干物質(zhì)量）牛肉17.4魚肉19.2~20.6雞肉19~24花生26小麥胚芽27帕爾馬干酪36脫脂牛奶36大豆粉36啤酒酵母45全蛋47小球藻屬50~60螺旋藻屬60~70第一節(jié)微藻與大食物觀一、微藻在食品中的應(yīng)用歷史二、微藻的營養(yǎng)組成項目藻油EPA魚油磷蝦油產(chǎn)量藻類成長周期短，用地要求低，易大規(guī)模復(fù)制生產(chǎn)每年的增速受到捕撈限制，無法滿足日益增長的市場需求生物利用度藻油為極性脂類，5h吸收效率高出磷蝦油50%，高出乙酰酯型魚油4倍甘油三酯以及乙酯型魚油在人體腸道內(nèi)吸收率一般磷脂型油脂吸收率較高重金屬污染微藻是EPA的直接來源，基本不含重金屬魚類通過食用藻類、蝦類獲得EPD，存在重金屬富集作用，魚類重金屬富集較多蝦類通過食用藻類富集EPA,存在重金屬富集作用工藝難度微藻細(xì)胞內(nèi)只含有EPA，制作EPA保健品、原料藥等工藝難度和成本較低從魚油、磷蝦油中分離純化EPA的工藝昂貴且復(fù)雜氣味基本無魚腥味魚腥味強(qiáng)烈較少的腥味變應(yīng)原不屬于主要變應(yīng)原名錄，幾乎適合所有人食用對魚或海產(chǎn)品過敏的人無法食用蝦是主要變應(yīng)原之一，對海產(chǎn)品過敏的人無法食用第一節(jié)微藻與大食物觀一、微藻在食品中的應(yīng)用歷史二、微藻的營養(yǎng)組成類胡蘿卜素生物學(xué)功能蝦青素抗氧化、抗炎、抗癌、預(yù)防心血管疾病β-胡蘿卜素抗氧化、預(yù)防夜盲癥、抗肝硬化葉黃素預(yù)防白內(nèi)障和老年性黃斑變性、抗氧化、抗腫瘤番茄紅素抗癌、預(yù)防心血管疾病、防輻射、抗氧化第一節(jié)微藻與大食物觀三、微藻在食品領(lǐng)域的應(yīng)用潛力（一）微藻在傳統(tǒng)食品領(lǐng)域的應(yīng)用第一節(jié)微藻與大食物觀三、微藻在食品領(lǐng)域的應(yīng)用潛力（二）食用微藻藻種改良（1）傳統(tǒng)育種：主要通過選育自然界中的優(yōu)良微藻品種，并進(jìn)行人工雜交、突變、選擇等手段，最終獲得具有較好性狀的育種品種，是商業(yè)藻種的常用培育方法；（2）基因編輯育種：通過切割和修復(fù)微藻的基因序列，從而實(shí)現(xiàn)基因的修改、添加、刪除等目的，但目前存在市場準(zhǔn)入限制；（3）基因轉(zhuǎn)移：將具有某種特定性狀的基因從一種微藻轉(zhuǎn)移到另一種微藻中，從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)基因在新宿主微藻中的表達(dá)；（4）代謝工程：通過改變微藻的代謝途徑和產(chǎn)物，從而實(shí)現(xiàn)微藻的生長速率、產(chǎn)量和品質(zhì)等方面的改良。第一節(jié)微藻與大食物觀四、微藻未來食品與大食物觀（一）微藻全細(xì)胞干粉在未來食品中的應(yīng)用小球藻粉與雨生紅球藻粉第一節(jié)微藻與大食物觀四、微藻未來食品與大食物觀（二）微藻提取物在未來食品中的應(yīng)用（三）微藻高值產(chǎn)物在未來食品中的應(yīng)用第一節(jié)微藻與大食物觀四、微藻未來食品與大食物觀（四）藻類風(fēng)味改善藻類因含有豐富的芳香化合物，包括硫化合物、不飽和脂肪醛，萜類和去異戊二烯類以及鹵代化合物等，影響了其在未來食品中的應(yīng)用潛力。第一節(jié)微藻與大食物觀四、微藻未來食品與大食物觀（五）微藻食品安全性在發(fā)展以微藻為基礎(chǔ)的未來食品時，也須考慮其對消費(fèi)者的潛在危害。微藻的安全性取決于微藻種類，各國監(jiān)管機(jī)構(gòu)對藻種有明確的要求。雖然微藻的安全性逐漸得到認(rèn)可，但已授權(quán)使用的藻種數(shù)量仍然有限，這限制其在未來食品中的應(yīng)用潛力。為了解決該問題，可通過評估微藻生化組成、毒性、消化率和人體生物利用度等特征，來擴(kuò)大可用微藻種類。第二節(jié)微藻在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用一、微藻在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用及營養(yǎng)成分分析（一）脂肪酸是水產(chǎn)動物中重要的儲能物質(zhì)（二）蛋白質(zhì)是構(gòu)成水產(chǎn)養(yǎng)殖動物個體發(fā)展的重要成分（三）微藻碳水化合物在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的作用（四）微藻色素在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的作用（五）微藻維生素具有預(yù)防水產(chǎn)動物疾病的作用第二節(jié)微藻在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用二、微藻在水產(chǎn)養(yǎng)殖應(yīng)用中的挑戰(zhàn)（一）成本過高（二）重金屬積累（三）消化率不足（四）抗?fàn)I養(yǎng)因子積累第二節(jié)微藻在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用三、微藻在水產(chǎn)養(yǎng)殖應(yīng)用中的展望第三節(jié)微藻與碳中和綠色循環(huán)發(fā)展一、微藻在降碳減排中的應(yīng)用第三節(jié)微藻與碳中和綠色循環(huán)發(fā)展一、微藻在降碳減排中的應(yīng)用（一）特色固碳藻種選育（二）固碳微藻培養(yǎng)條件優(yōu)化（三）固碳微藻生物反應(yīng)器開發(fā)第三節(jié)微藻與碳中和綠色循環(huán)發(fā)展二、廢水處理第三節(jié)微藻與碳中和綠色循環(huán)發(fā)展二、廢水處理（一）微藻在城市生活廢水、工廠廢水和畜禽廢水處理中的應(yīng)用（二）微藻在重金屬廢水處理中的應(yīng)用（三）微藻在處理廢水微塑料中的應(yīng)用（四）微藻在藥物廢水處理中的應(yīng)用第四節(jié)微藻生物能源的研究前景一、能源微藻藻種篩選（一）從自然環(huán)境中篩選藻種（二）基因工程技術(shù)改造藻株第四節(jié)微藻生物能源的研究前景二、能源微藻培養(yǎng)模式（一）開放式池塘養(yǎng)殖法（二）閉環(huán)系統(tǒng)方法（三）光生物反應(yīng)器第四節(jié)微藻生物能源的研究前景三、微藻生物質(zhì)的收獲與處理（一）微藻生物質(zhì)的收獲與干燥（二）微藻生物質(zhì)的預(yù)處理1.機(jī)械2.化學(xué)預(yù)處理預(yù)處理

3.生物預(yù)處理（三）微藻油脂的提取1.常規(guī)溶劑法2.綠色溶劑法第四節(jié)微藻生物能源的研究前景四、微藻生物燃料轉(zhuǎn)化工藝及產(chǎn)品（一）微藻生物燃料轉(zhuǎn)化工藝第四節(jié)微藻生物能源的研究前景四、微藻生物燃料轉(zhuǎn)化工藝及產(chǎn)品（二）微藻生物燃料產(chǎn)品1.生物柴油2.生物乙醇

3.生物甲烷4.生物氫

第五節(jié)微藻在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用微藻種活性代謝物醫(yī)用潛力C.protothecoides葉黃素提高免疫力，抗炎，抗氧化Nostocmuscorum，Nostochumifusum，C.vulgaris，Arthrospiraplatensis，C.minutissimaDunaliellasp.酚類化合物抗炎，抗氧化，緩解慢性病，抗菌Nostochumifusum，Nostocmuscorum，C.vulgaris，Arthrospiraplatensis生物堿抗菌，抗炎，抗血小板藥物C.vulgaris，Arthrospiraplatensis萜類抗菌，抗癌，抗氧化Haematococcuspluvialis，C.zofingiensis蝦青素抗氧化，抗炎C.pyrenoidosa蛋白多肽抗氧化，抗炎，抗癌，降壓Arthrospiraplatensis藻藍(lán)蛋白抗氧化，抗炎Dunaliellasalinaβ-胡蘿卜素抗氧化，維生素A原，抗過敏，抗炎C.minutissima葉綠醇抗氧化，抗炎，抗過敏，抑菌第五節(jié)微藻在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用一、微藻中常見的生理活性化合物（一）脂肪酸（二）色素（三）維生素（四）活性多糖（五）多酚類化合物（六）植物甾醇（七）褐藻多酚

（八）蛋白質(zhì)（九）其他活性代謝物第五節(jié)微藻在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用二、微藻及其代謝物潛在的應(yīng)用領(lǐng)域（一）抗菌藥物（二）抗病毒藥物

（三）抗癌藥物

（四）治療用蛋白

（五）神經(jīng)保護(hù)藥物

（六）抗糖尿病藥物

（七）心肌保護(hù)【思考題