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藻类简介及应用

1.简介

藻类包括数种不同类通过光合作用产生能量的生物,其中有属于真核细胞的藻类,也有属于原核细胞的藻类。它们一般被认为是简单的植物,并且一些藻类与比较高等的植物有关。 藻类植物的种类繁多,目前已知有3万种左右。一般分藻类植物为浮游藻类、飘浮藻类和底栖藻类。

藻类分布的范围极广,对环境条件要求不严,适应性较强,几乎到处都有藻类的存在。大多数藻类都是水生的,不完全浸没在水中的藻类也很多。在极低的营养浓度、极微弱的光照强度和相当低的温度下也能生活。

2.应用

藻类有广泛的应用价值和商业用途,主要可以体现在以下几个方面: 2.1 食用

我国利用藻类作为食品,不但有悠久的历史,而且食用的种类和方法之多,也是世界闻名的。据初步统计,我国所产的大型食用藻类至少有50~60种,经常作为商品出售的食用藻类主要是海产藻类,如礁膜、石莼、海带、裙带菜、紫菜、石花菜等。商品食用淡水藻类有地木耳和发菜。 2.2 饲料

由于单细胞藻类中含有丰富的营养物质,又有繁殖快,产量高的特点,大面积培养单细胞藻类作为人类食用或家畜的精饲料,也早已引起人们的重视,而且有的(如小球藻、栅藻)已在国内外推广利用。

藻类是鱼类食物链的基础,鱼类的天然饵料,一般都直接或间接的来自浮游藻类,所以在淡水鱼类养殖中,多通过施肥,繁殖藻类,为鱼类提供饵料。 2.3 医用

有的藻类可以直接作为药用,例如褐藻中的海带、裙带菜、羊栖菜等,都有防治甲状腺肿大的功效。红藻中的鹧鸪菜和海人草可作为驱除蛔虫的特效药。从褐藻中提取的藻胶酸、甘露醇和红藻中提取的琼胶也在医学中广泛应用,例如藻胶酸盐可作为制造牙模和止血药物的原料;甘露醇有消除脑水肿和利尿的效能,琼胶除作为轻泻药治疗便秘症外,还可用来作为制造药膏的药基,包药粉的药衣和细菌培养基的凝固剂。 2.4 工业

以藻类为原料所制成的产品,特别是藻胶酸盐,已广泛应用于工业生产中。例如琼胶在食品工业中可作为凝固剂和糖一起制成软糖,和淀粉一起制成包糖用的糯米纸,制面包时加入琼胶可以使面包保持长期的松软,加入果子露中,可制成冷冻果汁;制鱼、肉罐头时加入琼胶,可以保持鱼、肉的原形,不致在运输中散开;在日本和欧美各国,还用琼胶作为酿造酒、醋、酱油的澄清剂。在建筑业中,藻胶酸除用以粉刷墙壁、水泥加固、涂敷木材、金属品和工作母机外,还可以制成格子板和油毡的代用品。 2.5 环保

土壤藻类不但可以积累有机物质,刺激土壤微生物的活动,增加土壤中的含氧量,防止无机盐的流失,减少土壤的侵蚀,其中有些蓝藻还能固定空气中游离的氮素,在提高土壤肥力中起重要作用。

3.医用价值

藻类中含有丰富的生物活性成分,具有抗病毒、抗肿瘤、抗氧化及调节免疫机能等生物

活性。上世纪70年代以来,人们已从多种藻类中分离得到具有抗肿瘤活性的成分。目前,作为抗癌药物进图临床前集临床试验的海洋生物活性物质已有很多,其中相当部分来自藻类,显示了从藻类中开发抗肿瘤天然药物的巨大潜力。

做为食物链基础的海洋微藻是EPA、DHA和AA的最初生产者,动物体内的这些PUFA也是从微藻中转化而来,海洋微藻将成为人类获得这些产物的主要资源。微藻富含PUFA,能减低血液的粘稠度,降低血液中胆固醇和低密度脂蛋白的含量,从而起到预防和治疗心血管疾病的作用。微藻多糖能够抗辐射、抗氧化,并能提高机体免疫力、促进淋巴细胞转化和抑制癌细胞增殖。杜氏藻中富含的β-胡萝卜素可抑制自由基的活性,减少过氧化物对组织的损伤,提高吞噬细胞和淋巴细胞的功能,促进细胞释放一些抗肿瘤因子,对白内障、黄斑变性病以及心血管病有一定的防护作用。

我国对藻类成分研究较多的是多糖,藻类多糖属于植物多糖,具有提高机体免疫力、抗肿瘤和抗辐射等多种生物学活性,其抗肿瘤作用尤其引人关注。

近来研究表明,萜类化合物不只存在于陆地植物中,在海洋生物体内亦很丰富,很多萜类化合物具有重要的生理活性,其中包括抗肿瘤活性,因而从海洋藻类中寻找具有抗肿瘤活性的萜类化合物引起国内外研究者的关注。

在天然药物研究中抗肿瘤活性一直是最为重要的研究领域,从藻类中发现这类活性物质占有重要的地位,因为藻类多变的生活环境和原始的进化地位使其拥有许多结构新颖的活性物质。国外对其研究始于50年代发现巨大鞘丝藻的脂溶性提取物具有抗白血病活性,从而激起了对藻类抗肿瘤活性研究的兴趣。从黑海藻中发现许多有抗肿瘤潜力的藻种,有钝形凹顶藻、网地藻、囊叶藻、石莼、缘管浒苔、刚毛藻、前沟藻、小球藻、鳍藻、裸甲藻、原甲藻、颤藻、螺旋藻等[1]。Guven等列出了14种绿藻、23种褐藻、23种蓝藻和7种红藻具有抗肿瘤活性[2]。80年代初美日科学家开始系统的筛选蓝藻及其他藻类的抗肿瘤活性,发现了许多新的活性化合物,如从蓝藻中提取的Scytophycin B已进入临床阶段;从松香藻中分离的Halomon目前也已进入临床前药理评估阶段。其他从藻类中分离出来抗肿瘤物质如Cryptophycin等已完全清楚了其作用机理及药理效应;Malyngamide等已清楚了结构,完成了毒理实验,正在进行深入的研究。

随着天然药物研究的深入,藻类作为一种重要的生物资源越来越受到重视。由于藻类的可再生性,是一种取之不尽的药源物质。现代生物技术的应用,基本上解决了药源藻类的养殖问题,为藻类抗肿瘤物质的研究提供了充足的材料和可能性。现代分离分析技术的提高和高通量筛选技术的应用,使藻类抗肿瘤活性物质研究得以飞速发展。