在海邊生活的人幾乎沒人不認識海藻,可對於微型海藻就知之甚少了。這些只能在顯微鏡下才能觀察到的微藻,蘊含豐富的營養成分,在很大程度上支撐著海洋生態。近日,中科院海洋研究所的逄少軍博士和他的團隊成功從海水中分離出 20種微藻,目前分離工作仍在進行中。因為海洋海藻在食品 、醫療、保健、化工、環保、能源等多個領域具有開發利用價值,科研人員將逐步研究它們的應用。
微藻之小 最小的直徑不到一微米「最小的微藻直徑不到一微米,這種微藻在現有的400倍顯微鏡下也很難觀察清楚。」逄少軍告訴記者,這次他們提取出來的20種微型海藻中,因為觀察不出具體的形態,最小的這種微藻還沒有確定「身份」。只能在顯微鏡下隱隱約約觀察出這種微藻顏色發綠,有一個小尾巴,形態跟小蝌蚪似的。
據介紹,現在全世界有幾萬種微型海藻,它們處於海洋食物鏈的最底端,是大多數海洋生物幼體階段營養最豐富的餌料。目前全國發現的海洋微藻約有2000多種。而位於中科院海洋研究所的海洋生物種質庫是國內唯一一家從海水中分離、純化、並進行活體保存微藻的科研機構。「現在剛剛分離出來,有些微藻還叫不上名來,距離真正的開發利用還有很長一段路要走。」對這次的科研成果,逄少軍這樣評價。
「雖然微型海藻在我國的開發利用時間不長,處於起步階段,但它在食品、醫療、保健、化工、環保、能源等方面的開發利用價值已成為人類關注的焦點。」逄少軍告訴記者,現在微藻中利用最多的要數螺旋藻了,這種微藻的蛋白質含量非常高,是大豆的2倍、雞肉的3倍、豬肉的4倍……
提取之難 顯微鏡下操作不敢喘氣海水裡的生物成千上萬,想從海水裡提取出這種連高倍顯微鏡都「束手無策」的微小物質,其難度可想而知。逄少軍向記者介紹,成功分離出來的20多種微型海藻是利用從大連和青島海域採集的水樣,花了三個月的時間分步提純的。首先在海水水樣中加入營養液,進行通氣培養,等到海水的顏色發生變化時,就說明微藻逐漸長大一點,這時候開始對它們進行分離。吸一滴海水放在多孔板裡,一邊在顯微鏡下觀察一邊稀釋,直到各種微藻之間明顯分離開來,再用工具把它們提取出來。
「整個過程來不得半點疏忽,手稍一發抖或者用力不均都會把微藻破壞掉,使前面的步驟功虧一簣。」逄少軍說,直徑較大的雙尾藻提取過程中一碰就碎,為確保成功率,提純它的時候要屏住呼吸,用孔徑較大的管多次分離轉移。而對於體積較小的微藻,因為分布較密集,更不易純化,有時需要把一微升海水用工具分成20份,再分次提純。
微藻之美 20種微藻模樣各有千秋含量最多的骨條藻,美到極致的圓篩藻,具有動植物雙重特性的裸藻……這20種微藻除了形態上的差別,在特性方面也各具特色。
「提取出來的微藻80%都是這種骨條藻。」在顯微鏡下,逄少軍展示了一組形態酷似珍珠項鍊的微藻。他告訴記者,這種微藻的分布極廣,從北極到赤道,從外海高鹽海域到沿岸低鹽海域,甚至在半鹹水中都有它們的身影。逄少軍告訴記者,在這次他們提取微藻的過程中,它們屬於最常見的微藻,所以每次一提取出骨條藻,他們就經常打趣說「老朋友」又見面了。
形狀如篩子一般的圓篩藻有規則的圓形輪廓,也有的像昆蟲的複眼,閃閃發光。「它們是美到極致的一種微藻。」逄少軍介紹說,不像大多數微藻一樣一旦出現衰敗跡象 ,原有的完美形態就不復存在 ,圓篩藻發生衰敗時,上下蓋子打開,中間的物質像絲綢一樣游離出來,剩下的空殼仍然保持原有形態,像透明的圓形篩網一樣。
「裸藻是最有靈性的一種微藻,因為它們同時具有動物與植物兩種特性。」在顯微鏡下,伸出一根鞭毛的裸藻,在水中自由搖擺 ,一會兒方形,一會兒圓形,時刻變換著自己的形態。據了解 ,海洋中目前僅發現了兩種裸藻,它們就是其中的一種。它們的身體上長有「眼蟲」,能夠靠細胞膜吸取水裡的有機物作為「食物」,是一種「原生動物」。同時,眼蟲的細胞卻又有含葉綠素的葉綠體,能進行光合作用。由於它的細胞外面沒有細胞壁,植物學家給它起了另外一個名字——裸藻。 記者 葛楠
■相關連結 1斤微藻營養堪比3斤牛肉藻類有大有小,大的可長到逾百米,小的則需要藉助顯微鏡才能發現。對於用肉眼能觀察到的藻類,我們稱它們為大藻,肉眼看不到的就稱之為微藻。
無論是從生態學還是從植物系統學的研究來看,微藻都是我們這個地球上最基本最重要的生產者,沒有了它們其他形式的生命生存便會受到致命的威脅。從這裡我們首先看到的是,微藻為其他生命提供了營養源,它們本身是具有營養價值的。
在人類中真正直接地利用微藻作為食物的是非洲土著居民,他們從富含碳酸氫鈉的鹼水湖中撈出生存於其間的青苔,經曬乾後就可以作為高級食物使用了。科學家們經研究發現,這種青苔是一種藍藻界的微藻,屬於螺旋藻類的生物。於是科學家們開始將目光注意到這種微體生物的營養價值的分析上,其結果是讓人激動的,1公斤這種微藻就蛋白質的含量而言相當於3公斤牛肉,這無疑為我們人類打開了一個巨大的蛋白質寶庫!
除了能食用還能治大病除用於食用外,微藻還是重要的化工原料的來源。我們可以從高鹽度杜氏藻那裡獲得大量的甘油,而甘油則是多種化工產品的極重要的原料。60多年以來,抗生素成了人們戰勝疾病的重要手段,從前一些抗生素主要來源於一些細菌和真菌,由於長期研究開發,我們已經很難從那些個細菌和真菌中獲得新的抗生素。科學家在對微藻的研究中發現了百餘種生物活性物質,這些物質中的一些能起到和抗生素同樣的作用,有的療效甚至更好。
同時,還可以從微藻中提取到防治癌症、心臟病、動脈硬化、糖尿病等疾病的生物活性物質。DHA俗稱「腦黃金」,是人體大腦磷脂的重要成分,它被證明對嬰幼兒大腦生長、青少年智力發育、中老年大腦神經健康都有幫助。微藻具有合成DHA這種不飽和脂肪酸的能力,而且微藻中該物質的含量遠遠高於魚油中的含量。
此外,微藻還能作為再生能源物質的來源,經過熱裂解製造出液體燃料和氫氣,從而緩解目前全球能源緊缺的情況。
[編輯: 宋濤]