含脑黄金的螺旋藻新品系的选育及其对产业发展的意义

中蔺钾孽　宅　院刊　第２期　含脑黄金的螺旋藻新品系的选育　及其对产业发展的意义　胡鸿钧　李夜光　殷春涛（武援植物研究所　武汉耿亚红　４３００７４）　摘要一从我善内陆盐湖中分离、培育出２林铊顶螺旋藻新品系（Ｓｐ（ＮＳ）２００１却Ｓｐ（ＮＳ）２００２），具有　些国外品系所不具备的特性和品质一其由二十二碳六烯酸（ＤＨＡ）在螺旋藻中的发现在国内外还　是第一次。这２株新品系经中试和生产应用表明．是适合于工厂化生产曲高产优质藻种。　美键词钝顶螺旋藻、新品系，二卜二碳＾烯酸（ｃ！　：６　ｌ　我国螺旋藻产业现况及问题　螺旋藻作为一种优良的保健品在国外被广大　２新品系的筛选培育及其特性　“九五”期问，我们承担了云南省省院合作项　消费者接受已有３０年的历史，近１Ｏ多年来销售量　每年仍　５％一８％的速度增长　。我国螺旋藻产　目，与云南施普瑞公司合作开展螺旋藻工厂化生产　关键技术优化研究，经过３年多的大量深人研究，　取得了一系列重大成果，其中从我国内陆盐湖中分　业的兴起虽比国外晚约２０年，但发展却十分迅速，　】９９５年生产规模已跃居世界前列。近年来，由于种　离筛选出２株钝顶螺旋藻新品系（ｓ口（ＮＳ）２００１和　（ＮＳ）２００２），具有一些国外品系所不具备的特性和　品质。首先在温度的适应性方面，国外引进的品系　种原因我国螺旋藻产业逐渐萎缩，目前仍在正常生　产的企业也举步维艰一除市场方面的原因外，制约　其发展的重要因素是：（１）藻种单一，缺少有特色的　产品；（２）生产过程的管理基本停留在经验型的水　平上，产量低，成本高，质量不稳定　螺旋藻产品和其它许多产品一样，随着我国加　人ｗＴＯ面临严峻的挑战。其中产品质量和生产成　最适温度为３０—３５℃（见图），水温低于２０℃时，不　能进行商业性生产，水温在Ｉ５℃以下停止生长　因　此，这些品系都只适于在热带或亚热带地区建厂生　产，或在低温时用地热加温　在塑料大棚（玻璃温　室）内建培养弛，每年的生产时间最多只有７—８个　月。在南方沿海年平均温度较高地区，因冬季和早　本是最关键的两大＾ⅡＪ题。目前，国内外工厂化生产　的螺旋藻主要有两个种：钝顶螺旋藻（Ｓｐｉｒｕｌｉｎａ（Ａｒ—　ｔｈｒｏｓｐｉｒａ）ｐｌａｔｅｎｓｉｓ）和极大螺旋藻（Ｓｐｉｒｕｌｉｎａ（Ａｒｔｈｒｏ—　春气温仍然偏低，不适合螺旋藻生产，每年有效生　产时间也只有８个月。无论哪种情况．年生产周期　ｓｐｉｒａ）ｍａｘｉｍａ）。我国各螺旋藻生产工厂的藻种都　是直接或间接从国外引进的，为改变这种状况，一　些科研单位　高校和企业做过不少筛选、培育新品　系的研究．取得很多成果　。但由于受始发株　较短，生产成本高，而建大棚等增加了固定资产投　＾，生产成本会更高。大量研究表明，温度和光照　是螺旋藻大规模生产的主要制约因紊。我们新分　离筛选的钝顶螺旋藻新品系最适生长温度为２０℃　（ｉｎｉｔｉａｌ　ｓｔｒａｉｎｓ）品质（所含有的生物活性物质、生理　特胜等）和培育技术的限制，所获得的新品系在品　质上没有重大的突破　（见图），温度低于１５℃仍能进行商业性生产。　螺旋藻以含丰富的蛋白质和多种生物活性物　质而被联合国粮农组织誉为２１世纪人类优良食　收稿臣期：２００２年１月　口　维普资讯 http://www.cqvip.com

２期　古脑黄金的螺旋藻新品系的选育皿其对产业发展的意义　三　”盯卸　柚　菇　差　茎　ｊ　０—５　２ｅ　２　３　０］５　４　０　４　５　龃度　℃）　圈　ｚ十蔫种白匀她台放氧～程度曲线　品，但多年来国内外许多学者还希望通过多种育种　技术培育出营养价值更高、某些生理功能更强的新　品系。如提高　一亚麻酸（ＧＬＡ）含量，提高藻胆蛋白　或人体必需的金属元素和微量元素等　，取得了　不少成果。其中以提高人体必需的不饱和脂肪酸　最受学者和医务工作者的瞩目。　一亚麻酸是一种具　有多种生理功能的不饱和脂肪酸．一般螺旋藻含量　约８　１Ｏ－　ｇ（干重），是己知生物中含量较高的一　种。上世纪八九十年代通过诱变技术得到新品系，　其含量最高达到１　５．６ｍｇ／ｇ＝我们筛选培育的新品　系，其含量达到１６．４５－ｎ　ｇ，是目前己知含量最高　的。此外，在新品系中还发现有二十二碳六烯酸　（Ｃ　６）（ＤＨＡ），含量为７　８８　９．５０ｍｇ／ｇ。ＤＨＡ被称　为脑黄金．这是在钝顶螺旋藻中首次发现。ＤＨＡ具　有预防和治疗心血管疾病、癌症，调节中枢神经系　统和视觉系统等多种作用。新品系脂肪酸组成和　含量见表１。该新品系的其它营养成分含量也相当　高，粗蛋白含量达到６７　９％（干重）（表２）　此外，在省院合作项目中，针对我国螺旋藻　工厂化生产中的关键同题．如污染防治、生产过程　科学规范的管理等，都取得了重大成果。国内外螺　旋藻开放式的培养都存在菌类、杂藻和其它浮游动　物污染，如何防治一直是困扰国内外生产厂商和藻　类学者的一大难题。经过多年的研究和中试，我们　找到一种能有效防治污染茵、浮游动物和抑制杂藻　的技术，在螺旋藻大规模养殖中应用，可使８７％的　发生严重污染的养殖池在３　４天内恢复正常生　产。同时使用新的碳源调控技术使碳源的利用率　由３５％提高到６２％：这两项技术申请了国家发明　专利，已进入实审。目前国内开放式大规模养殖螺　旋藻的整个生产过程基本上是靠经验人工操作．效　率不高，浪费较大。我们开发的计算机辅助管理系　统，使工厂化生产从经验型提高到科学化管理．节　约原材料．提高工作效率，从而提高了产品产量，降　低了，生产成本，更重要的是保证了产品的质量。该　系统经过工Ｊ　化生产验证是行之有效的，已经注册　了计算机软件版权。　表１　钝顶螺旋藻新品系脂肪酸组成和古量　表２钝顶螺旋藻新品系主要营养成分古量　粗蛋白含量（％）　６７．９　藻蓝蛋白ｔ　１ＤＯｇ）　卯２９　类胡萝ｂ素Ｌｍｇ／１００ｇ）　３８５　叶姆索（ｍｇ／１００Ｅ）　８１　８　３应用前景　２００１年低温季节（１　４月）在云南程海螺旋藻　生产基地室外大规模养殖，培养面积达到１９万　。　实验表明，在水温低于１５℃的１月份，平均单产３　５　１＂１３　－ｄ（表３）。而当地使用普通藻种，１—３月不能　生产，４月才开始扩种。在程海地区使用新藻种可　以实现全年生产，单位面积产量（ｋｇ／－１ｌ２－ａ）由原来的　１．６ｋｇ提高到２．１６ｋｓ，碳源生产成本降低了约印％，　仅为４　３元，生产每公斤螺旋藻的全部药品消耗仅　７元，而国内其它工厂一般为１８—３０元。在国内其　它地区使用．同样可以大大延长生产时间．单位面　积产量将会明显提高，从而有效降低生产成本。　２株螺旋藻新品系的筛选培育成功，并经中试　维普资讯 http://www.cqvip.com

中瞳科学院睫刊　・　．ｅｌｌ果与应用　２００２拒　和大量培养试验，表明是高产优质适于工厂化生产　将产生积极的影响，同时还表明研究开发我国螺旋　的优良藻种，对我国乃至国外螺旋藻产业的发展都　藻资源具有巨大潜力。　年低温季节大面积养殖的产■　表３钝Ｉ面螺旋藻新品系在２００１　主要参考文献　１胡鸿钧．国外螺旋藻生物技术的现状及发展趋势．武汉　植物学研究，１９９７，ｔ５（４１：３６９—３７４　２　Ｃｉｆｅｎｉ　０．Ｓｐｉｎｄｉｎａ．ｔｈｅ　ｅｄｉｂｈｌｅ　ｍＪｅｒｏ－ｏｒｇｓｎｉｓｍ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ　Ｒｅｖ，１９８３，４７：５５１—５７８．　６殷春涛，龚小敏，胡鸿钩等适合于威宁基地生产的螺旋　藻品系的选育研究应用生态学报，１９９８，９（２）：２２２—　２２４．　７张学成，谭桂英，何丽容等甲基磺酸乙酯对螺旋藻的诱　变作用海洋科学，１９９０，１２（４１：５１７—５２１．　８　Ｃｏｈｅｎ　Ｚ．Ｄｉｄｉ　Ｓ．Ｈｅｉｍｅｒ　Ｙ　Ｍ　Ｏｖｅｒｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　７－ｌｉｎｏｌｅｎｉｅ　ａｎｄ　ｅｉｃｏ６ａｐｅｎｔａｅｎｏＪｃ　ａｃｉｄｓ　ｂｙ　ａ１　ｅ　Ｐｌａｎｔ　ｐｈｙｓｉｏｌ，１９９２，９８：　５６９—５７２．　３曾明涛．胡鸿钧利用云南省永胜程海湖碱水驯化培养　钝顶螺旋藻的研究武汉植物学研究，１９９２，１０（１）：７３—　８２　４龚小敏．胡鸿钧．６０Ｃｏ－Ｔ射线诱变钝顶螺旋藻的研究．武　汉植物学研究，１９９６，１４（１）：５８—６６．　５殷春游，胡鸿钧，李夜光等中温螺旋藻新品系的选育研　究武汉植物学研究，１９９７，１５（３）：２５０—２５４　９　Ｃｏｈｅｎ　ｚ　Ｔｈｅ　ｅｈｅｔｔｉｆｃａｌｓ　ｏｆ　Ｓｐｉｎ￣ｌｉｔｒａ　Ｉｎ￣ｏｎｓｈａｋ，Ａ‘Ｅｄｓ），　Ｓｐｌｒｕｌｉｎａ　ｐｌａｔｅｔ￣ｓｉｓ（Ａ　ｓｐｉｍ）：Ｐｈｙｓｉｌｏｇｙ，Ｃｅｌｌ—Ｂｉａｌｏ￣＂ａｎｄ　Ｂｉｏｔｅｃｋｎｏｌｏｇｙ　Ｂｒｉｓｔｏｌ，ＰＡ　Ｔａｙｌｏｒ＆Ｆｒａｎｃｉｏ　Ｉｎｃ，１９９７［７５—　２０４　Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｐｉｒｕｌｉｎａ　Ｎｅｗ　Ｓｔｒａｉｎｓ　Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ　ＤＨＡ　ａｎｄ　Ｉｔｓ　Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ　ｏｎ　Ｓｐｉｒｕｌｉｎａ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｈｕ　Ｈｏｎｇｊｕｎ　Ｌｉ　Ｙｅｇｕａｎｇ　Ｙｉｎ　Ｃｈｕｎｔａｏ　Ｇｅｎｇ　Ｙａｈｏｎｇ　（Ｗｕｈａｎ　ｌｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｂｅｔａｎｙ，ＣＡＳ，４３００７４　Ｗｕｈａｎ）　Ｔｗｏ　ｎｅｗ　ｓｔｒａｉｎｓ（Ｓｐ（ＮＳ）２００１　ａｎｄ　Ｓｐ　ｆ　ＮＳ）２００２）ｏｆ　Ｓｐｉｒｕｉｉｎａ（Ａｒｔｈｒｏｓｐｉｒａ）ｗｅｒｅ　ｉｓｏｌａｔｅｄ　ａｎｄ　ｃｕｌｔｉｖａｔｅｄ　ｆｒＯｍ　ｔｈｅ　ｉｎｌａｎｄ　ａｌｋａｌｉｎｅ　ｌａｋｅ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ　Ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍａｌ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｆｏｒ　ｇｒｏｗｔｈ　ｉｓ　ａｒｏｕｎｄ　２０℃．ａｎｄ　ｔｈｅｙ　ｇｒｏｗ　ｗｅｌｌ　ｅｖｅｎ　ｕｎｄｅｒ　１５℃．Ｂｕｔ　ｔｈｅ　ｏｐｔｆｍａ　ｃ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕ　ｒｅ　ｆｏｒ　ｃｏｍｍｏｎ　ｕｓｅｄ　ｓｔｒａｉｎｓ　ｆｒＯｍ　ｏｖｅｒｓｅａ　ａｒｅ　３Ｏ一３５℃．ａｎｄ　ｔｈｅｙ　ｃａｄ　ｎｏｔ　ｇｒｏｗ　ｕｎｄｅｒ　１５℃Ｔｈｅ　ｎａｔｉｖｅ　ｎｅｗ　ｓｔｒａｉｎｓ　ｃｏｎｔａｉｎ　ｍｏｒｅ　ｐｏｌｙｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄ　ｆａｔｒｙ　ａｃｉｄｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｙｌ　ｔｈｅｉ　ｒ　ＤＨＡ（ｄｏｃｏｓａｈｅｘａｅｎｏｉｃ　ａｃｉｄ，Ｃ∞：６）ｃｏｎｔｅｎｔ　ｒａｎｇｅｓ　ｆｒＯｍ　７．８８—９．５４　ｍｇｌｇ　Ｉｔ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｆｉ　ｒｓｔ　ｔｉｍｅ　ｔｏ　ｆｉｎｄ　ＤＨＡ　ｉｎ　Ｓｐｉ　ｒｕｌｉｎａ．Ｉｔ　ｗａｓ　ｐ　ｒｏｖｅｄ　ｂｙ　ｌａ　ｒｇｅ　ｓｃａｌｅ　ｃｕｌｔｕｒｅ　ｔｈａｔ　ｔｈｅｓｅ　２　ｎｅｗ　ｓｔ　ｒａｉｎｓ　ｈａｖｅ　ｈｉｇｈｅｒ　ｙｉｅｌｄ　ａｎｄ　ｂｅｔｔｅｒ　ｑｕａｌｉｔｙ，ａｎｄ　ａ　ｒｅ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ｆｏｒ　ｉｎｄｕｓ—　ｔｒｉａｌｉｚａｔｉｏｎ．　胡鸿钧　男，中国科学院武汉植物研究所研究员。１９６５年中国科学院水生生物研究所研究生　毕业。１９８０－－－１９８２年．美国加州太学伯克利分柱访问学者。曾任水生生物研究所副所长，武汉植物　研竞所所长。主要从事藻类系统学和微藻生物技术研究。莸国家科技进步奖三等奖１项．中国科　学院科技进步奖二等奖１项，三等奖２项。申报国家发明专利７项，已授权４项。发表论文６０旁　篇，台作完成专著３部。