全 文 ：收稿日期:2008-06-30
基金项目:辽宁省教育厅青年基金项目(2004F101)资助
作者简介:李春颖(1984-)女,在读硕士生,研究方向:水产生物繁育
通讯作者:仇雪梅(1964-),女,博士,教授;研究方向:水产动物分子遗传学,E-mail:xmqiu@dlfu.edu.cn
微藻不是分类学上的名称,而是指那些在显微
镜下才能辨别其形态的微小的藻群。微藻中含有丰
富的 PUFAs,也是海洋食物链中 PUFAs的初级生
产者,利用微藻生产 PUFAs具有以下优点:①微藻
生长繁殖速度较快、PUFAs产量高;②微藻细胞结
构简单,其生长和代谢易受外界条件的影响。因此,
可通过改变培养条件,如温度、光强、培养基组成等
来促进 PUFAs的合成,还可以利用基因工程的方
法筛选出高产 PUFAs的藻株;③容易利用户外大
型水池、光生物反应器等进行微藻大规模人工培
养,可人为控制培养条件,容易获得稳定的代谢产
物;④从微藻中提取 PUFAs,其提取纯化工艺远比
大型藻类及鱼体中提取要简单得多,而且获得的
PUFAs制品不含鱼油的腥臭味,不含胆固醇 [1]。
PUFAs可以抗癌、预防心血管疾病、养颜、益寿、健
脑益智,还可以增加动物的产仔率、成活率和生长
率[2]。
迄今为止,全球已知藻类 3万余种,其中微藻
约占 70%[3]。我国在微藻养殖方面发展较快,养殖
技术也在不断提高。魏东等[4](2003)对眼点拟微绿
球藻(Nannochloropsisoculata)的大规模培养做了研
究,胡长伟等[5](2007)对富含 EPA的海洋微藻的规
模化生产进行了研究。另外,人们也对影响微藻生
长繁殖、藻体生化组成和 PUFAs积累的稀释速率、
光照强度、光质及光周期、温度、pH、盐度、氮源及
浓度和磷源及浓度、NaCl浓度、微量元素、微生素
及二氧化碳等影响因子也进行了深入探讨[6～9]。
1 微藻的脂肪酸组成
1.1 绿藻门的脂肪酸组成
较多的研究表明亚心形扁藻、青岛大扁藻、盐
海洋微藻脂肪酸组成的研究进展
李春颖 1 仇雪梅 1,2
(1大连水产学院生命科学与技术学院,大连 116023;2农业部海洋水产增养殖学与生物技术重点开放实验室,大连 116023)
摘 要: 花生四烯酸 (Arachidonicacid,AA)、二十碳五烯酸(Eicosapentaenoicacid,EPA)、二十二碳六烯酸
(Docosahexaenoicacid,DHA)是人以及动物所必需的高不饱和脂肪酸(polyunsaturatedfatyacids,PUFAs),在人和动物的
生理活动中起着重要的作用。微藻中含有丰富的这些高不饱和脂肪酸。综述了微藻的绿藻门、硅藻门、金藻门、甲藻门、红
藻门、黄藻门和隐藻门中藻的脂肪酸组成和国内外发展状况。
关键词: 海洋 微藻 高不饱和脂肪酸
ProgressonFatyAcidsCompositionofMarineMicroalgae
LiChunying1 QiuXuemei1,2
(1ColegeofLifeScienceandBiotechnology,DalianFisheriesUniversity,Dalian116023;2KeyLaboratoryofMariculture&
Biotechnology,AgricultureMinistry,PRC,DalianFisheriesUniversity,Dalian116023)
Abstract: AA(Arachidonicacid),EPA(Eicosapentaenoicacid)and DHA(Docosahexaenoicacid)areesential
polyunsaturated faty acids,which play an importantrole in humansand animalsphysiologicalactivity.These
polyunsaturatedfatyacidsarerichinmicroalgae.Thepresentpapersummarizedthedevelopmentoffatyacidsonthe
world,and faty acidscomposition ofmarine microalgaes,which are the Chlorophyta,Bacilariophyta,Chrysophyta,
Pyrophyta,Rhodophyta,XanthophytaandCryptophyta.
Keywords: Marine Microalgae Polyunsaturatedfatyacids
生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN·综述与专论· 2008年第4期
生物技术通报Biotechnology Buletin 2008年第4期
藻、四尾栅藻和四鞭藻的脂肪酸组成较为接近,其主
要脂肪酸组成为 16:0、16:4(n-3)和 18:3(n-3)[10～12]。
绿藻门的 C16高度不饱和脂肪酸 (C16PUFAs)和
C18高度不饱和脂肪酸(C18PUFAs)含量较高,其特
点是含有高含量的 16:4(n-3)和 18:3(n-3),尤其
是 16:4(n-3)的含量一般高于 10%(脂肪酸组分的
百分含量以占脂肪酸总量的百分比表示)。盐藻和
四尾栅藻的突出特点是 18:3(n-3)的含量很高,达
37.2%和 45.23%,且不含 EPA和 DHA。微绿球藻中
EPA的含量高达 30.57%。
小球藻-1、小球藻-2和日本小球藻虽然属于绿
藻门,但它们的主要脂肪酸组成不同,小球藻-1、小
球藻-2的主要脂肪酸组成为 16:0、16:1(n-7)、18:
1(n-9)及 20:5(n-3),日本小球藻虽然 EPA含量高
达 37.24%但却不含有 16:1(n-7),这些与其它绿藻
相差较大。李荷芳等[10](1999)等通过测小球藻-1和
小球藻-2的脂肪酸组成得知小球藻-2中 EPA的含
量高达 42%。Zhukova等[13](1995)认为绿藻门的藻
类不含有 20:5(n-3),这一点还有待于进一步研究
证明。
1.2 硅藻门的脂肪酸组成
在微藻脂肪酸组成的研究中,对硅藻门的研究
比其它藻类多得多,因为硅藻早就用在养殖上作为
鱼虾贝苗的植物性饵料。新月菱形藻、三角褐指藻、
舟形藻和牟氏角毛藻的主要脂肪酸为 14:0、16:0、
16:1(n-7)、16:3(n-4)和 20:5(n-3),占总脂肪酸含
量的 74.6%~83.1%,而小硅藻和极微小环藻的主要
脂肪酸组成中没有 16:3(n-4)[10,14,15]。硅藻门脂肪
酸组成的特点是 16:1(n-7)的含量高于 16:0,并有
高水平的 20:5(n-3);另一个特点是含有较高含量
的 16:3(n-4),而其他藻类中不含 16:3(n-4)或含
量很少;大部分硅藻 C18和 C22不饱和脂肪酸的含
量较低。
1.3 金藻门的脂肪酸组成
绿色巴夫藻、大溪地等鞭金藻、金色巴夫藻、定
鞭金藻、金藻-01、金藻-09、金藻-11、金藻-16、金藻-
18、金藻-21、湛江叉鞭金藻和球等鞭金藻这 12种
金藻脂肪酸中都富含 (n-3)PUFAs,其中 9种的脂
肪酸组成很接近,其主要脂肪酸为 14:0、16:0、18:
1(n-9)、18:4(n-3)及 22:6(n-3)[10,11,16]。金藻门脂肪
酸主要特点是有高含量的 14:0、18:4(n-3)和 22:6
(n-3),尤其是对人体和动物体有益的 DHA含量均
高于 10%。金藻门中除个别藻种外,其余都含有其
他藻类所不含的 22:5(n-6)。
金藻门的 14:0含量高于硅藻门;金藻门的
C18PUFAs含量较高,而硅藻门的 C16PUFAs含量
较高;金藻门中含量较高(﹥10%)的 22:6(n-3)在
硅藻门中的含量却较少,但硅藻中含量较高的 20:
5(n-3)在金藻门中含量又较低;18:4(n-3)在
金藻门中的含量较高,而在硅藻门中的含量却
较低[10,11,16]。因此,不同的藻类具有明显不同的脂肪
酸组成特征。
绿色巴夫藻虽然属于金藻门,但它除了含有与
其它金藻同样的主要脂肪酸 14:0、16:0、18:4(n-
3)和 22:6(n-3)以外,又有自己的特点,即具有高
含量的 20:5(n-3)和低含量的 18:1(n-9)[10]。
1.4 甲藻门的脂肪酸组成
自养的甲藻广泛分布于海洋中,常常是作为海
洋的一种主要浮游植物存在。研究[10,16,17]表明甲藻
门的脂肪酸中 (n-3)PUFAs的含量很高 (57.1%~
63.5%),其主要脂肪酸为 16:0、18:4(n-3)、18:5
(n-3)、20:3(n-6)和 22:6(n-3)。甲藻门的特性之一
是含有高含量的 22:6(n-3),甲藻门中 DHA含量
高于金藻,甲藻中还含有高水平的 18:5(n-3),可
作为光合甲藻的标记化合物[13]。
甲藻门的脂肪酸组成种类与金藻门相近,都富
含(n-3)PUFAs,但其百分含量有所差别[10,16,17]。金藻
门的 14:0含量较高,一般高于 10%,而甲藻门的
14:0的含量低于 3%;金藻门中除绿色巴夫藻外,
18:1(n-9)的含量均高于 10%,而甲藻中 18:1(n-
9)含量低于 2.4%;金藻门的 18:5(n-3)含量低于
5.3%,而甲藻门的含量则高于 8.6%;另外,金藻门
的 22:6(n-3)含量为 10%~15%,而甲藻门的含量一
般高于 20%。
赤潮异弯藻(Heterosigmaakashiwo)属于何种门
类还未确定,但从其脂肪酸测定结果来看,它与锥
状斯克里普藻和海洋原甲藻的脂肪酸组成和含量
大致相近,具有甲藻门的特点,即具有高含量的
16:0、18:4(n-3)、18:5(n-3)、20:3(n-6)及 22:6(n-
3),所以将其归入甲藻门中[10]。
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2008年第4期
自然生活的虫黄藻虽 然结 构 与 环 沟 藻 属
(Gymnodinium)的种类相似,其脂肪酸组成与目前
测定过的其它甲藻相比较,除含有大量的 16:0、
18:1和 22:6(n-3),还有丰富 16:1(n-7)(占总脂
肪酸的 9.2%)和 18:4(n-3)(占总脂肪酸 4.3%),但
不含 16:2和 EPA[18]。
1.5 红藻门的脂肪酸组成
用紫球藻作为红藻门的代表,分析其脂肪酸组
成。与其它藻类相比,紫球藻中 3种占优势的脂肪
酸是 16:0、20:4(n-6)和 20:5(n-3),这三者加起来
总量占其总脂肪酸含量的 65.9%,而 C16PUFAs和
C18PUFAs的含量很少[10,18]。红藻门的特点是具有高
含量的 20:4(n-6),而该脂肪酸在其它藻类中一般
含量较低。
1.6 黄藻门的脂肪酸组成
黄藻门以 2种微藻异胶藻和盐生卡盾氏藻为
代表,它们的脂肪酸组成均以 EPA为主,分别高达
31.96%和 23.01%,其次是 16:0的含量分别为
17.20%和 35.98%。另外异胶藻 16:1(n-7)的含量
和盐生卡盾氏藻 18:4(n-3)的含量也较高为
26.00%和 16.93%,但异胶藻不含 DHA而盐生卡盾
氏藻的 DHA含量为 2.64%[11,12]。这完全不同于其它
各门微藻脂肪酸的组成。
1.7 隐藻门的脂肪酸组成
已报道的隐藻脂肪酸含量表明,几乎所有的隐
藻都含有 16:0、18:1(n-9)、18:1(n-7)、18:3(n-
3)、18:4(n-3)、20:5(n-3),有些种类还含有大量的
20:1(n-3),含有丰富的 C18PUFAs和 20:5(n-3)而
C16PUFAs缺乏是隐藻的特点[13,19～21]。张小葵等[17]
(2001年)测定的两株隐藻 C18PUFAs含量分别占
总脂肪酸含量的 44.1%和 46.9%,其中扁兰隐藻的
18:2(n-6)含量为 5.7%,18:3(n-3)含量为 18.6%,
还含有 4.5%的 18:3(n-6);盐生兰隐藻的 18:2(n-
6)含量为 5.8%,18:3(n-3)含量为 22.9%,不含 18:
3(n-6)。EPA、DPA、DHA在扁兰隐藻中的含量分别
5.4%、3.1%、0.2%;在盐生兰隐藻中的含量分别为
6.4%、2.8%和 0.2%～0.1%。他们测定的盐生蓝隐藻
中的 EPA、DPA和 DHA结果[17]与 Zhukova[13](1995)
的测定结果相比较,EPA和 DHA的含量偏低而
DPA的含量偏高,这可能是由于低温有利于盐生蓝
隐藻合成 EPA和 DHA。
2 展望
利用微藻生产不饱和脂肪酸在国内外是一个
较新的领域。目前所进行的工作多在藻种的筛选、
培养条件的优化和反应器设计等方面。最终还要借
助于基因工程和原生质体融合等现代生物技术对
藻种进行基因改造、筛选和完善发酵工艺技术,同
时建立简单高效的 PUFAs浓缩技术。而通过改变
微藻的培养条件以提高其有价值的脂肪酸含量在
国内外的研究才刚起步。因此,研究海洋微藻脂肪
酸组成及其生产工艺开辟了一条合理使用能源、充
分使用微藻特性的新路,为建立一套简便而且适宜
工业化生产 PUFAs的技术奠定了基础。
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