水产养殖废水培养螺旋藻的可行性方案研究

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1、第一章前言第一章前言螺旋藻(Spirulina),又称蓝细菌(Cyanobacteria)，藻体蓝绿色，为多细胞串联、无分支的螺旋形丝状蓝藻(BluegreenAlgae)。是地球上最早出现的光合自养型原核生物。主要分布在热带、亚热带地区的淡水、湿地及盐碱性湖泊中，在我国内蒙古、青海等地的自然水体、沿海的湿地中也发现有螺旋藻存在。人类食用螺旋藻，最早可追溯到16世纪，当时居住在北美洲墨西哥的Aztec人从SosaTaxcoco湖采集螺旋藻晒干食用，而对螺旋藻食品的研究起步较晚，20世纪40年代，法国药物学家Creach在乍得湖

2、岸探险时，发现当地人从湖里捞取蓝绿色漂浮物，制成食品或酱料，Creach于是将土著人从湖里捞取食用的这种蓝绿色漂浮物制成标本，并托藻类学家鉴定，结果为极大螺旋藻（Spirulinamaxima）和钝顶螺旋藻（S.platensis）[1]。早期的研究证明，螺旋藻喜高温，最适生长温度范围为30-35℃，可耐受pH值范围为9-11；20世纪60年代中期，法国巴斯德研究所的Zarrouk博士首次在实验室培养螺旋藻获得成功，并公布了实验室培养螺旋藻的经典培养基：Zarrouk培养基；之后，法国石油研究所发表了文章《Anewtypeof

3、foodalgea》,对螺旋藻的营养价值、培养方法及收获干燥技术进行了全面介绍；以此为研究基础，相继在螺旋藻的发现地墨西哥、喜食藻类的日本、适宜培养螺旋藻的我国台湾及螺旋藻消费大国美国等地开始了大规模工厂化养殖；20世纪80年代，在印度发现了能在自然界形成水华的另一种螺旋藻，被鉴定为印度节旋藻，其与钝顶螺旋藻、极大螺旋藻一样具有很高的营养价值，并在印度本土开始了大规模养殖，收获的螺旋藻产品被用作保健食品、饲料及饲料添加剂[1]。我国在改革开放以后的80年代初，开始研究螺旋藻，早期研究的藻种是从国外进口的钝顶螺旋藻和极大螺旋藻，

4、而后才开始在我国不同地区的水域分离出适合我国特定地区培养的螺旋藻种，如内蒙古的乔辰、李博生等人在鄂尔多斯地区分离得到的螺旋藻等[2]，并相继建成了螺旋藻养殖基地，成为螺旋藻生产、消费大国。1.1螺旋藻的营养价值和生理功效研究发现，与其它食品相比，螺旋藻的各种营养成分含量最接近人体需要量，被誉为“21世纪人类最理想的食品”[3]。其中蛋白质含量高达60%-70%，且含有组成均衡的8种人体必需氨基酸，符合甚至优于FAO确定的标准[4]。螺旋藻蛋白质包括藻胆蛋白、藻红蛋白、藻蓝蛋白及别藻蓝蛋白，其中关于生理1万方数据第一章前言功效研

5、究较多的是藻胆蛋白及藻蓝蛋白，藻胆蛋白具有提高机体免疫力、抗病毒、抑制肿瘤、治疗癌症等的功效，又具有特殊的蓝色，被用作天然染料、可以制成食品和药品用于医疗保健[5]，还可作为荧光标记物用于免疫化学分析等领域，具有良好的临床应用前景[6]；藻蓝蛋白也具有提高免疫力、抑制癌细胞生长、修复肾脏、治疗脑血栓等功效，研究结果已应用到医疗、食品等诸多领域[7-8]。除蛋白质之外，螺旋藻含有多种维生素，特别是维生素B12的含量较高。螺旋藻中丰富的β-胡萝卜素，是维生素A原，有防癌、抗癌、提高免疫力及延缓衰老等作用[9]。另有研究表明，螺旋藻

6、多糖具有抗辐射、提高机体细胞核酸内切酶、细胞超氧歧化酶活性、促进DNA的修复合成，并能增强非特异性免疫力，延缓脏器及皮肤衰老，提高体液中巨噬细胞清除异物的能力等医疗功效[10]；螺旋藻中的不饱和脂肪酸主要是亚油酸和γ-亚麻酸，消化过程中不形成胆固醇，并能降低血浆中胆固醇的密度，减少血栓发病率；而亚油酸是合成人体前列腺素的前体，参与组成人体各组织生物膜，是人体的必需不饱和脂肪酸，参与调节人体的生理过程[9]。此外螺旋藻所含的SOD(超氧化物歧化酶)能清除和抑制自由基,故起到防皱、防晒、抗辐射、祛斑、抗衰老等美容养颜的作用[11]

7、。1.1螺旋藻饲料研究进展1.2.1螺旋藻在畜禽类饲料中的应用黄涛（2003）等人对螺旋藻在家畜及饲料业的应用做了系统的总结分析，认为在饲料中添加螺旋藻制成配合饲料或混合饲料，喂养的家畜幼仔成活率高，减少了饲料消耗，增加了鲜肉产量[12]。如利用螺旋藻饲养仔猪、肉牛、绵羊、鸡等家畜，相对其他饲料的喂养情况，饲料投喂量显著降低，家畜体重日增加量得到了明显提高，同时提高了家畜的进食量及抗疾病能力[12-13]。1.2.2螺旋藻在水产养殖饲料中的应用螺旋藻本身是微藻，能在水产养殖水体中存活、生长、繁殖，国内分离得到的藻类多数分离自有

8、水产动物的天然水域，且螺旋藻营养价值高，符合虾苗和贝类的食性，可广泛用作水产养殖饲料。作为饲料的螺旋藻产品有螺旋藻粉和以螺旋藻加其他成分制成的配合饲料。水产品养殖饲料按饲养动物的月龄可分为两种，即育苗饲料和育成饲料[2]。螺旋藻及螺旋藻配合饲料多用于育苗饲料中。螺旋藻作为水产