湖泊蓝藻资源化再利用技术研究进展(3)

100 kg的干藻可分别提取4 kg叶绿素、170 g胡萝卜素和170 g叶黄素等。目前，螺旋藻中的藻蓝素、类胡萝卜素作为天然色素已用于食品和化妆品中，进行商业生产。

2.5提取胞外多糖

很多蓝藻在细胞外能产生大量黏液质的多糖物质，这些多糖通常称之为细胞外被多糖，是

一种生物多聚物，其含量可达细胞干重的5%左右。蓝藻胞外多糖具有一定的生理活性，其主要功能有：防止脱水、被其他生物吞噬和抗菌剂的毒害；螯合细胞生命活动所必需的阳离子如Ca2+和Fe2+；其还有絮凝作用，故可作为絮凝剂用于天然湖泊的澄清、灌溉贮存水中固体悬浮物的去除、土壤贮水容量的提高等等，但其絮凝的机理还没有研究清楚。邵雪玲等人的研究表明蓝藻 T.Thirtieth 细胞外多糖经纯化，进行了抗腹水癌Saar -coma-180活性(体内) 和直接阻碍癌细胞活性(体外) 的研究，显示出具有一定的抗癌活性和直接阻碍癌细胞活性。目前蓝藻产多糖产量较低，寻找高产多糖的蓝细菌菌株的工作是今后研究的重要方向。蓝藻能够合成胞外多糖并释放到细胞外围及周围环境中，这是其为适应复杂多变的环境而进化出的一种适应性机制作为细胞与外界环境之间的保护性屏障，蓝藻胞外多糖可以起到抵抗干旱紫外辐射生物矿化和原生动物捕食等功能蓝藻胞外多糖是一种酸性杂多糖，超过75％的多糖由6种以上单糖组成，葡萄糖是出现频率最高的单糖胞外多糖的性质因种而异，多数蓝藻的胞外多糖呈现阴离子特性，这主要是由于糖醛酸和硫酸基团等带电基团的存在，硫酸基团同时也是多糖呈抗病毒特性的基础，而乙酰基团缩氨酸部分及脱氧糖等疏水基团的存在使多糖呈乳化特性，因此，蓝藻胞外多糖在食品化妆品制药污水处理等行业有广阔的应用前景，蓝藻胞外多糖的工业应用不能将水华蓝藻资源化，创造可观的经济效益，也能解决打捞蓝藻处置难题．避免随意堆放造成的二次污染，但截至目前，仍没有蓝藻胞外多糖类产品出现，理论研究与大批量工业生产之间仍然有很多技术性问题亟待解决。

2.6制备饲料

中科院水生所在20世纪50年代研究表明，找到一种鱼腥藻，施用在水稻田中可使其分粟

数、穗数、粒数和千粒重都有提高，产量比对照增加24%。60年代初时，苏联、印度、日本等已有研究，在水稻田中接种固氮蓝藻，这些蓝藻是水生的，适宜在稻田中生长，仍能使水稻获得增产。稻田中接种固氮蓝藻后，水稻长势良好，秧苗移植后返青快，分蘖力强，稻谷产量提高7~10%。日本对蓝藻资源化利用的措施主要是将藻类作为有机肥料，它的肥效优于一般化肥，氮、磷、钾含量均高于豆饼、紫云英等植物性有机肥料，蓝藻中不含对作物及人体有害的重金属，使用后不会污染土壤。1992年，日本的脱水微囊藻已全部实现肥料化，年产量120~180 t。微囊藻在实现资源化利用后，其处理费用下降了30%。蓝藻中富含蛋白质，可以利用蓝藻这一行至进行饲料化利用。藻毒素是蓝藻饲料化利用的主要障碍，它的彻底降解是蓝藻饲料化的关

键。在资源化利用研究过程中，应针对目标资源产物，进行相应工艺的构建，在藻华大规模爆发情况下，采用厌氧产沼气和堆肥制肥料具有较强的优势，在应用场合涉及到农作物和人畜接触时，要特别注意藻毒素的降解途径和潜在危害。而生产高附加值的产品，如色素、胞外多糖以及生物柴油都具有较强的吸引性，但制备成本高昂是限制这些技术市场化、工程化的最主要原因。

2.7制备生物柴油

据世界石油俱乐部的数字，每公顷大豆可生产450 L生物柴油，棕榈可生6000 L，而每公顷蓝藻能生产9万升生物柴油，而且还可以像农作物一样在地上种植。而蓝藻生物柴油转化比例占其重量的50%，一些企业尝试在塑料大棚内生产蓝藻，这样成本较高，露天种植是唯一降低成本的选择。但从太湖打捞出来的蓝藻含脂类物质较少，只有0.27%，从蓝藻中提取油脂制作生物柴油不具有可行性。

2.8提取生理活性物质

蓝藻提取物被发现具有抗菌的作用，资料表明，Stonemason rebelliously、phenomenological-aqua和Arteriosclerosis Maracaibo的甲醇提取物有较好的抑菌效果，Microelectronics和T.Horrifically的水提取物也有明显的抑菌作用；有的蓝藻在筛选中被发现具有抗病毒的活性，Katharine等发现他们所筛选出来的蓝藻提取物中，5%以上的都具有抗疱疹Ⅱ型病毒活性，另外也有5%以上的具有抗呼吸道合胞病毒的活性，但这些活性物质的结构尚不明确，且大多有毒，用于医药较难，需进一步研究。许多蓝藻可提取酶抑制剂，Satsuma Yamagata从蓝藻中筛选出一种血管紧张素转化酶抑制剂，发现Mi-crochets dinosaur、M. Divisors和M. Heisenberg的水溶性成分和脂溶性成分均显示较明显的血管紧张素转化酶抑制剂活性，并且一些蓝藻中所产的色素可以强烈吸收紫外线，从而有可能应用于化妆品领域。从Anaheim Sp. BQ-16-1得到的一种小分子肽可以作用于小鼠离体心，从而可能开发为一种心脏活性剂。

2.9生产单细胞蛋白

蓝藻经过生物转化处理得到大量酵母蛋白是一个很有潜力的蛋白质资源，酵母蛋白含量高，营养均衡，目前价格为 6 000 元/吨，可替代豆饼等蛋白质产品，用作饲料行业的原料。这类研究立足饲料方向，利用酵母发酵技术转化蓝藻蛋白质、糖类等营养物质，制备符合饲料行业标准的饲料酵母产品。并且在转化过程中跟踪蓝藻毒素的降解和去除。

3.蓝藻资源化国内的研究进展

3.1发酵产沼气

董诗旭等[3]进行了滇池新鲜蓝藻批量发酵产沼气的研究。研究结果表明：将直接从滇池打捞的蓝藻液静置分层除去60%清水后，蓝藻的TS为3.39%，VS为93.72%。在平均温度为20.2℃的发酵环境中，发酵66 d，蓝藻TS产气潜力为487.3 ml/g，VS产气潜力为491.0 ml/g，甲烷的平均含量可达64.91%，蓝藻TS利用率为54.02%，VS利用率为57.33%。仅以滇池蓝藻年产5 000 t（干藻量）计算，每年可产生200多万m3沼气，可供给1万户城镇家庭使用。因此，利用蓝藻产沼气是可行的研究方向。

胡萍[4]将进行了蓝藻与厌氧颗粒污泥、消化污泥、剩余污泥分别进行混合厌氧发酵，分析比较了其产沼气的能力及藻毒素降解情况。并不同接种物浓度条件下，对蓝藻厌氧发酵产沼气过程中的各项指标进行比较分析，包括产气速率、发酵液 pH、氨氮、多糖和蛋白质等。分别对蓝藻进行热处理、碱法处理和酶法处理后，进行厌氧发酵，进一步提高蓝藻厌氧发酵产沼气速率。得出当蓝藻与厌氧颗粒污泥、消化污泥、剩余污泥干物质量之比分别为 6:1、5:1、4:1 时，其厌氧发酵产沼气量及甲烷含量都达到最高的结论。其中，以厌氧颗粒污泥与蓝藻的混合发酵液产气效果是最佳，产沼气效率最高可达 59 ml/g TS，73 ml/g VS，最高甲烷含量为 69%。厌氧颗粒污泥为蓝藻厌氧发酵产沼气的最佳接种污泥。蓝藻厌氧发酵的最佳接种物浓度为 5%，蓝藻厌氧发酵产气率为79.26 ml/g VS。热处理的最佳条件为 100℃处理 30 min；碱法处理的最佳条件为加碱量 0.06g/g VS；酶法处理的最佳条件为碱性蛋白酶加入量 0.08 ml/g VS；经各预处理方法后，蓝藻厌氧发酵产气量的大小关系为：热处理>碱处理>酶处理>空白样；甲烷含量的大小关系为：碱处理>热处理>酶处理>空白样。

徐富、李学尧[5]将蓝藻与猪粪这两种废弃物生物质能源混合厌氧发酵，研究太湖蓝藻与规

模化养殖场粪便的厌氧消化产甲烷的过程以及发酵过程中的参数变化，为猪粪等粪便废弃物产甲烷过程实现工业规模化应用奠定基础。取蓝藻与猪粪，按优 …… 此处隐藏：4195字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……