魏东:污水-微藻-饲料,生物技术技术推动循环经济
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发布人:过萍  发布时间:2017-11-16   动态浏览次数:209

INTERVIEW

本期科技访谈邀请到了华南理工大学博士生导师、中国海洋与湖沼学会藻类学分会理事、微藻产业创新联盟理事魏东教授。魏东教授在微藻高密度培养与代谢调控技术研究与开发、大宗农业生物质废弃物的高效生物炼制技术研究与开发等方面积累了大量丰富的经验,承担了多项国家重大科技项目。

微藻是一大类能进行光合作用的低等植物,在陆地、湖泊、海洋、岩石甚至沙漠分布广泛。微藻种类繁多,已发现了六万余种,有研究记录的只占了10%,而生产实践中常用的只有几十种。以微藻为原料,可生产出食品、保健品、饲料、水产饵料、化妆品和医药制品等多种产品,藻油能够转化为清洁的液体燃料,减少污染排放。国际上对微藻产业的发展现状如何?国内市场规模如何?应用前景怎样?本期华南理工大学科技园公司董事、力华投资陈粤总经理魏东老师的科技访谈对话,给您解析微藻产业的科技进展与发展前景。


魏东,1966年12月生,华南理工大学食品科学与工程学院教授、博士生导师,曾在新疆农科院微生物所、华南农业大学食品系和中国海洋大学海洋生命学院工作;香港科技大学、美国俄亥俄州立大学访问学者,德国汉堡工业大学高级访问学者。美国藻类生物质组织(ABO)会员、美国化学工程师协会(AIChE)会员、中国海洋生物工程学会会员、中国海洋与湖沼学会海洋生物技术分会理事和藻类分会理事。现任16个国际期刊(Biotechnology for Biofuels,Bioresource Technology等)审稿人,澳大利亚阿德莱德大学博士论文评审人。承担过国家科技部973、863和国家自然科学基金,以及国家海洋局和广东省、广州市项目等20多项,发表论文100多篇,授权专利8件。

嘉 宾 介 绍


陈粤:请介绍下您的研究领域,具体研究哪些内容?

魏东:我的研究领域是工业生物技术,包括:1、微藻高密度培养与代谢调控技术研究与开发。针对能源微藻、富含生物活性物质的微藻优良种质,建立“组学”(Omics)技术平台,在代谢组(脂组)和细胞组水平上,重点探索营养与环境因子对微藻合成代谢的调控机制等基础科学问题;在应用技术上,着重开发异养微藻高密度发酵、自养微藻大规模户外培养技术及其积累油脂、生物活性物质的调控技术,为微藻生物燃料、水产生物饵料和饲料、功能食品的开发解决产业化关键技术。2、大宗农业生物质废弃物的资源化利用技术研究与开发。针对大宗农业废弃物(蔗渣、木薯渣、畜禽粪污等),重点研究和开发微生物转化新技术、生物炼制技术设备,为农业废弃物的资源化利用开发生物燃料、生物饲料和肥料提供高新技术支持和整体解决方案。
陈粤:国际上微藻应用现状如何?

魏东:微藻应用领域广泛,目前国际上主要作为保健食品,包括大家熟知的螺旋藻和小球藻等,对人体有免疫强化、促进消化系统健康等功效;也出现了微藻面食、微藻鸡蛋、微藻猪肉等大众食品;有些微藻功效性成分,如-胡萝卜素、虾青素等已经用于化妆品中,抗氧化效果突出。有些微藻还可用于饲料和水产饵料,还可以改善养殖内外环境,提高动物健康。
陈粤:微藻一般为就地培育,制作成干粉以出售。目前各国是否有海外进口微藻?

魏东:经济性微藻可采取大规模人工培养进行生产,我国就出口了大量藻粉原料,但国外公司制成保健品之后又返销回来高价出售,我国作为原料生产国利润微薄。目前国内微藻行业由于终端市场开发的局限性,产品同质化严重,产品类型不够丰富,藻片和胶囊为主,冲剂、饮料、面食等衍生产品较少。中国微藻产业从无到有,从小到大,近20年来,经历了起步、兴旺、低谷到走向稳定的道路,目前存在的主要问题有:(1)养殖基地分散,生产技术水平不高,产能低,效益不高。(2)产品单一,深加工品种少。这些问题亟待解决

陈粤:国内目前微藻市场规模如何?

魏东:目前我国微藻年产量约为一万吨干粉,其中80%为螺旋藻,10%为小球藻,8%为雨生红球藻、2%为盐生杜氏藻。其中,内蒙的螺旋藻产量约占了80%,主要用于出口,批发价3万元/吨左右。小球藻主要以片剂和藻粉的形式售出,售价8万-11万/吨。雨生红球藻是继螺旋藻、小球藻之后的又一高经济价值的微藻,其虾青素的含量为2%-4%。天然虾青素的生物来源只要有3种:虾、蟹壳的提取物、红发夫酵母及雨生红球藻。雨生红球藻是自然界中生产天然虾青素的最好生物来源,虾青素是目前的发现抗氧化活性最高的天然产物,其主要作用是清楚人体内的自由基,提高人体抗衰老能力。
陈粤:目前国内发展比较好的微藻企业有哪些?

魏东:目前国内最大的微藻企业是福建福清新大泽螺旋藻集团公司,他们的养殖场遍布全国各地,销售规模上亿。目前微藻产业还没有主板上市公司,由于价格较高、缺乏市场拓展,尚未形成饲料、水产等广泛市场的应用,但微藻产业市场的开发前景仍然是光明的。
陈粤:微藻可以应用于环保减排,这其中的作用机制如何?

魏东:随着畜禽养殖业规模的逐步扩大,集约化、规模化养殖的粪污排放已成为当前最大的农业面源污染源。微藻作为污水中氮磷的吸收者,具有让氨氮转化为蛋白的能力,通过光合作用吸收二氧化碳并释放氧气,而在黑暗条件下,微藻以异养模式吸收有机物进行生长。通过微藻生长不仅可以减少氮磷排放,还可以变废为宝,生成丰富的油脂、多糖、蛋白质、维生素与螯合矿物质等。这些微藻可作为饲料养鸡养鱼,肉和蛋的品质都会提高很多;微藻添加到猪饲料中可以提高繁殖力、强化免疫力、改善肉质;添加到鸡饲料可以降低鸡蛋中的胆固醇含量。因此,通过建设微藻资源化利用系统,形成畜禽养殖水资源利用、饲料生产相结合的“闭环”,提高养殖效能、降低污染排放,实现生态可持续发展和资源可循环利用,发展可持续的绿色农业。
陈粤:微藻治理污水和资源化系统普及使用的好处和制约条件分别如何?

魏东:微藻治理污水和资源化系统的益处是可以与现有污水处理系统并行,并非取代原有设施。通过回收微藻生物质可生产饲料和肥料,净化水可达标排放,或回用到养殖生产中,可大量减少净水的使用,节约水资源。制约条件是占地较多,目前已经研发了立体化培养装置,根据客户需要提供不同的整体解决方案。
陈粤:微藻产业的发展前景如何?

魏东:在能源领域,微藻有望成为继纤维素生物乙醇和陆生作物生物柴油之后第三代生物质能源的原材料;在环境领域,微藻有大幅减排温室气体二氧化碳的能力,并在处理生活、工业、农业污水等方面有广阔的应用前景;在食品领域,微藻可为人类提供大量优质蛋白质、多不饱和脂肪酸、类胡萝卜素等营养成分,同样可应用于饲料领域;在医药卫生领域,微藻很多天然产物具有抗菌、抗癌、抗衰老功能,有望成为新的抗生素、抗氧化剂、抗癌和抗病毒药物成分,应用前景光明。




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