微藻

海洋裏的微藻是一類結構簡單的植物，個體非常小，喜歡隨着海水自由漂盪。微藻一般含有葉綠體，因而可以進行光合作用，製造豐富的有機物，釋放氧氣，讓海洋生態系統有序運行 ^[1]  。

微藻不是一個分類學的名詞， 而是指那些在顯微鏡下才能辨別其形態的微小的藻類羣體。微藻通常是指含有葉綠素a並能進行光合作用的微生物的總稱，屬於原生生物的一種。應用生物技術進行大量培養或生產的微藻分屬於4個藻門：藍藻門、綠藻門、金藻門和紅藻門。

微藻細胞中含有 ^[2]  ：蛋白質、脂類、藻多糖、β-胡蘿蔔素、多種無機元素（如Cu,Fe,Se,Mn,Zn等）等高價值的營養成分和化工原料。微藻的蛋白質含量很高，是單細胞蛋白(SCP)的一個重要來源。微藻所含的維生素A、維生素E、硫氨素、核黃素、吡多醇、維生素B12、維生素C、生物素、肌醇、葉酸、泛酸鈣和煙酸等增加了其作為SCP的價值。藻中類胡蘿蔔素含量較高，具有着色和營養的作用，可用來防治癌症、抗輻射、延緩衰老,增強機體免疫力等生理作用。化學合成均為反式的β-胡蘿蔔素，對人體有致癌、致畸的作用，而順式異構體在抗癌、抗心血管疾病功能比全反式異構體高，藻粉中β-胡蘿蔔素含量高達14%。藻細胞中甘油含量較高，是優質的化妝品原料,也是化工、輕工和醫藥工業中用途極廣的有機中間體。藻多糖複合物可作為免疫佐劑增強抗原性和機體免疫功能，明顯抑制實體瘤S180起到抗腫瘤的作用。

在應用上，微藻具有三個基本特性 ^[2]  。

①種類很多、生理學和生化特性範圍很廣，因此微藻能產生很多功能獨特的脂肪、多糖、蛋白、類胡蘿蔔素等生物活性物質，在醫藥、食品、水產養殖等領域具有重要的開發價值。從微藻中獲取生物活性物質已成為微藻資源開發利用的熱點。

②藻能低成本地將與之結合的標記同位素BC、15N和2H帶入體內，進而出現在微藻產生的各種代謝產物中。因此，利用微藻可產生穩定性同位素標記的化合物，用於人體呼吸測試診斷和測定蛋白質工程中大分子三維結構以及確定蛋白質和配基之間的相互作用關係。

③微藻包括了一個大而尚未開發的生物類羣，因此，提供了一個實質上未開發的資源寶庫。

這些特性決定了微藻在醫藥、食品、水產養殖、化工、能源、環保、農業及航天等領域有着重要的開發價值。

天然β-胡蘿蔔素具有抑制腫瘤、抗輻射和升高白細胞等作用，尤其對萎縮性胃炎、口腔潰瘍、皮膚疾病和放化療患者有着明顯的輔助治療效果。已開發出的產品有天然胡蘿蔔素口服液、沖劑、口含片、水分散型乾粉等產品。近些年對不飽和脂肪酸（DHA、RHA）在嬰兒食品和保健品中的使用都深受人們的歡迎。微藻膠體（ECP）有較強的抗腫瘤活性引起國內外專家的關注。

藻類的粗蛋白含量超過60%，生物學產量高於任何作物。藻類蛋白的生產正在迅速發展，小球藻、柵列藻、新月藻、螺旋藻己被用作蛋白質來源，小球藻、螺旋藻、杜氏鹽藻還以粉劑、丸劑、提取物等形式投放保健品市場或用作食品添加劑。

微藻的蛋白質含量較高，所含核酸超過常規飼料和食品，人工培養用做浮游動物的餌料，成功地用在飼養魚類或作動物性浮游生物(如紅蟲、牡蠣等)。

微藻的生長狀況能直接反映水質情況，判斷空氣中的毒性氣體，打破常規氣體樣品的分析和檢測，Naessens. M等人將小球藻固定在疏水膜上和膜電極相連製成生物反應器，反映空氣甲醇蒸汽和四氯乙烯含量。Podola B等人改用調製熒光儀檢測（PAM -2000）萊茵衣藻檢測氣體中的甲醇、甲醛。

Chung P.將廢水處理和單細胞蛋白（SCP）的生產結合，對沼氣厭養髮酵的豬糞廢水進行處理，螺旋藻產量為5g/m²/d。利用反應器掛膜技術可解決藻類和水的後續分離的問題。如今污水處理方法，大都依賴微生物的活動 ，處理後4種營養鹽都達到國家排放標準。微藻生長脱氮除磷、難降解有機物、及Co、Mn、Hg等重金屬離子。微藻還能吸收一定濃度NOx, SOx, H2S，在挪威、日本早已開始研究培養微藻進行環境保護。

微藻生長週期短、耐受性的基因是生物技術關注的熱點，開發新型的微藻-生物反應器，利用藻類蛋白生產口服疫苗等，用活性物質製成乾粉，口服。王義琴等人將防禦素基因轉入橢圓小球藻細胞內，生產昂貴的防禦素已取得一定的成果，但仍有一個巨大的未知藻類待人們去開發。

藻中富含的酯類和甘油是製備液體燃料的良好原料；微藻熱解制備的生物質燃油熱值高，是木材或農作物秸稈的1.4～2倍。在世界能源消耗中，生物質能已佔14%。將微生物和微藻混合培養，生產高純度的乙醇、甲醇、丁烷等能源化合物，微藻最大的可利用之處在於其幹細胞中含有微藻油70%以上，是亞臨界生物技術合成生物柴油的最佳原料，是理想的可再生能源。

我國人口多，增長速度快，耕地面積以每年1.6%的比率遞減，光和效率高於常規作物，微藻生產成本低、營養物質豐富、經濟效益高、用途廣泛的特點，使藻類在各領域的研究工作蓬勃發展，尤其在醫藥業，對人類的身體健康有着突出的貢獻，可帶來巨大的經濟效益，是一個很有潛力的經濟開發項目。