田利強(qiáng) 梁敏

舌尖上的微藻

微藻是古老的低等植物，在陸地、淡水湖泊、海洋分布廣泛，它不是一個(gè)分類學(xué)的名詞，而是指那些在顯微鏡下才能辨別其形態(tài)的微小的藻類群體。螺旋藻、小球藻、雨生紅球藻、杜式鹽藻等，都屬于微藻。

微藻之所以有價(jià)值，與其功能密不可分。微藻通過(guò)光合作用高效地合成碳水化合物，在體內(nèi)經(jīng)過(guò)生化反應(yīng)，合成蛋白質(zhì)、油脂等多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

微藻種類繁多，但實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)的微藻數(shù)量并不多。目前主要有螺旋藻、小球藻、雨生紅球藻等。

微藻中含有豐富的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪酸、維生素和礦物質(zhì)，可以代替糧食，被稱為“未來(lái)神奇食品”。比如螺旋藻，它的蛋白質(zhì)含量高達(dá)60%～70%，相當(dāng)于小麥的6 倍，豬肉的4倍。人們將螺旋藻制成粉末，添加到食品中，做成微藻面條、微藻面包和微藻點(diǎn)心。

微藻還是營(yíng)養(yǎng)保健食品中的“紅人”，因?yàn)槲⒃蹇梢院铣晌r青素、β- 胡蘿卜素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。比如從雨生紅球藻中提取的蝦青素，它的抗氧化效果比維生素E強(qiáng)110倍，還可以緩解視覺(jué)疲勞。

微藻不僅是人類的“未來(lái)神奇食品”，也是觀賞魚(yú)、蝦等水產(chǎn)動(dòng)物的“美味佳肴”。在水產(chǎn)行業(yè)，微藻作為飼料，可以替代魚(yú)粉和魚(yú)油。另外，研究人員將編碼疫苗的合成DNA 導(dǎo)入微藻細(xì)胞內(nèi)，采取發(fā)酵的方式培養(yǎng)微藻，藻細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生、積累疫苗，然后將含有疫苗的微藻飼喂給魚(yú)類，使得魚(yú)體內(nèi)獲得疫苗。

靠“吃”成名的“微藻君”

煤炭、石油等化石燃料在使用過(guò)程中排放了大量的二氧化碳，導(dǎo)致溫室效應(yīng)、海洋酸化、冰川融化等問(wèn)題。全世界都在積極研究減碳的方法，而微藻是?！俺浴倍趸嫉暮Ｑ笊铮诠烫?、減碳方面的實(shí)力不容小覷。

生物固定二氧化碳技術(shù)，尤其是藻類固定二氧化碳技術(shù)，是目前世界上主要和有效的固碳方式之一。研究人員利用微藻的光合作用特性，吸收二氧化碳、氮氧化物和硫氧化物，進(jìn)而將碳、氮、硫等轉(zhuǎn)化為糖、蛋白及脂類等物質(zhì)，在進(jìn)行固碳減排的同時(shí)獲得微藻生物質(zhì)，制備出微藻生物柴油。當(dāng)微藻死亡后，碳顆粒會(huì)飄向海底，靜靜積累起來(lái)。這種方法可以將二氧化碳從大氣轉(zhuǎn)移到海底，長(zhǎng)期封存。

藻類的光合速率高、繁殖快、適應(yīng)環(huán)境性強(qiáng)，每年由藻類光合作用固定的二氧化碳占全球二氧化碳固定量的40% 以上，相當(dāng)于森林固碳能力的10～50倍。

洗白污水“小能手”

微藻生長(zhǎng)繁殖快，光合作用效率高，可以有效去除污水中的氮、磷、重金屬離子及有毒物質(zhì)，這使得微藻污水處理成為一種具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)的方法。

污水中的氮、磷過(guò)多會(huì)影響水質(zhì)，在環(huán)保形勢(shì)日益嚴(yán)峻的今天，脫氮除磷是時(shí)下污水廠運(yùn)行的一個(gè)重點(diǎn)。利用微藻可以同步實(shí)現(xiàn)二氧化碳生物固定與污水的脫氮除磷。微藻細(xì)胞能夠把污水中的含氮化合物合成藻類自身的氨基酸和蛋白質(zhì)等細(xì)胞物質(zhì)，還能吸收含磷物質(zhì)，將其轉(zhuǎn)化成三磷酸腺苷（ATP）、磷脂等細(xì)胞物質(zhì)。也就是說(shuō)，微藻在生長(zhǎng)繁殖的過(guò)程中順便去除了污水中的氮、磷。

對(duì)水中重金屬元素，微藻也有強(qiáng)大的吸附力。微藻表面積大、吸附容量高，可以通過(guò)微藻表面的粘性多糖類物質(zhì)吸附重金屬。有趣的是，即使是死亡的微藻也具有較強(qiáng)的吸附能力。因?yàn)?，?xì)胞死亡后，胞壁破碎，細(xì)胞內(nèi)溶物外露也會(huì)與重金屬離子相結(jié)合。

微藻資源的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用為人類解決能源、健康、環(huán)境和糧食等問(wèn)題提供一種新模式。如何更好地利用微藻這樣一個(gè)大的生物類群，需要我們不斷地探索和嘗試。