螺旋藻应用价值的研究进展

螺旋藻应用价值的研究进展

摘要：螺旋藻作为一种古老的原低等原核生物，其藻体内富含都中多糖、蛋白质、氨基酸维生素、类胡萝卜素、γ-亚麻酸、多种无机元素以及多种微量元素等，是一种纯天然的营养物质。其营养物质对许多疾病有防御作用，对动物、鱼虾生长和品质有促进作用，还可以净化水质等，具有广阔的前景，在医药食品、养殖饲料、化妆品、能源环境等行业都有所应用。本文从螺旋藻营养物质的特点，在不同行业中的应用，及其在生产加工过程中存在的问题加以综述。

关键词：螺旋藻应用价值进展

1 螺旋藻简介

螺旋藻（Spirulina Platensis Geitl.）属于蓝藻门、蓝藻纲、段殖体目、颤藻科、螺旋藻属，是一类古老的低等原核生物，是单生或集群聚生的圆柱形丝状体，呈疏松或紧密的有规则的螺旋旋形弯曲，体长200-500μm，宽5-10μm[1]。

早在16世纪前，非洲乍得和中美洲墨西哥的居民就已把螺旋藻作为他们的食物。1967年，法国的Clement博士和比利时的Jean Leonod第一次分离出乍得湖产的螺旋藻，并在实验室培养实验。随后的大量实验证实螺旋藻没有毒性和副作用, 可作为食品和饲料使用。1993 年在摩纳哥首次举行的螺旋藻世界大会一致认为螺旋藻是人类未来理想的食品。现在对螺旋藻的研究和应用已经涉及多个行业和领域。

2 螺旋藻的营养价值

螺旋藻是目前常用微藻中蛋白质含量最高、营养最全面、消化吸收和适口性最好、无毒无副作用、安全性最高的藻种。既可作为蛋白质原料，又可作为食品及饲料的添加剂[2]。

螺旋藻中含有多种成分，如蛋白质、氨基酸、多糖、维生素、类胡萝卜素、γ-亚麻酸、多种无机元素以及多种微量元素等。并且细胞壁结构中纤维素极少，容易被人和动物消化吸收。其营养价值特点如下：

2.1 蛋白质含量高

螺旋藻的蛋白质含量高达58.5%-83.4%，且蛋白质品质优良，易于消化吸收、不含任何阻碍消化吸收的因子。螺旋藻蛋白质中至少含有18种以上氨基酸，包括动物体所必需的8种必需氨基酸且含量丰富[3]。

2.2 多糖含量适中

糖类占螺旋藻细胞干重的15%-20%，主要为多糖类。例如甘露糖、甲基糖、藻酸、鼠李糖等，尤其是藻酸、甘露醇是水产珍贵动物所必需，所含的多糖有调节和提高机体免疫力、以及抑癌和抗辐射作用[4]。

2.3 细胞壁中纤维含量极少

螺旋藻藻体细胞壁主要由粗蛋白组成，纤维素含量仅为4%-5%，因此，无需任何加工处理即可被动物消化吸收。

2.4 不饱和脂肪酸所占比例高

螺旋藻脂肪含量约占干重的5%-6%，且其中一半为不饱和脂肪酸[5]。γ-亚麻酸等必需脂肪酸含量高，它不仅具有促生长作用，而且还可增强机体抗病力。螺还含有胆甾醇和β-谷甾醇，具有增强机体免疫力、延缓细胞衰老、必需降低胆固醇等功效。

2.5 维生素含量高

螺旋藻的维生素含量丰富，种类多达13种，主要有VB1、VB2、烟酸、肌酸等[6]。螺旋藻还含有丰富的类胡萝卜素，类胡萝卜素在动物体内吸收转化率较高，转化后能达到良好的着色效果，从而可以提高虾、海珍品、观赏鱼、宠物、肉鸡及鸡蛋等的商品价值。另外，β-胡萝卜素是维生素A的前体，维生素A具有提高机体免疫力等作用。

2.6 矿物质含量丰富

螺旋藻所含矿物质元素种类有50多种，含量丰富且易于吸收利用，尤其富含碘、钾、钠、铁等含量丰富，且这些矿物质在藻体内以螯合状态存在，易于消化吸收，消化利用率很高[7]。

3 螺旋藻的应用

鉴于螺旋藻有诸多人体需要的生化成分，且一些成分在动物体新陈代谢等方面发挥着重要作用，因此越来越受到人们的关注。目前研究最多且应用于产业化生产的螺旋藻只有两种，即钝顶螺旋藻和巨大螺旋藻[8]。主要应用行业包括医药行业、食品行业、养殖和饲料行业、化妆品行业、能源和环境行业等。

3.1 医药行业

螺旋藻中含有的多种多糖、蛋白质等物质，可以起到抗肿瘤、增强动物免疫力、抗衰老等作用。

3.1.1 抗肿瘤作用

在DNA 复制过程中，DNA 的修复机制能对复制过程中产生的错误进行及时修复。抗癌药物的作用机制便与此有关，并且螺旋藻中藻多糖和藻蓝蛋白等也有此作用，因此螺旋藻在抗肿瘤、防癌方面显示出重要作用。

李冰等[9]研究了钝顶螺旋藻藻蓝蛋白和多糖对小鼠肿瘤免疫的影响进行了研究，发现处理组小鼠瘤块直径及瘤体重量均小于对照组，并且T细胞及B细胞活性明显增强，体液抗体量显著提高。张博超[10]发现螺旋藻藻蛋白对人乳腺癌细胞（MCF-7）和肝癌细胞（HepG-2）的体外生长有明显的抑制作用。

3.1.2 增强免疫力

由于螺旋藻中的藻多糖和藻蓝蛋白均能增强骨髓细胞的增殖活力，促进胸腺、脾脏等免疫器官的生长和促进血清蛋白的生物合成，因此螺旋藻具有免疫增强作用[11]。

林青榕等[12]在断奶至三月龄的幼兔饲料中加入适量螺旋藻进行喂养，检测肉兔的生产性能、免疫功能、抗氧化作用及血液生化指标。发现，饲粮中添加一定量的螺旋藻，可促进肉兔生长、提高肉兔机体免疫力及抗氧化能力、降低肉兔血清胆固醇含量，其中以1.5%、3%的添加水平效果较好。万顺康等[13]在肉仔鸡饲粮中加入螺旋藻多糖进行喂养，发现螺旋藻多糖能明显的增强肉仔鸡免疫功能，降低血清胆固醇，提高肉仔鸡抗氧化能力。

3.1.3 抗氧化衰老

螺旋藻中含有一定量的超氧化物歧化酶（SOD），SOD可以通过催化歧化作用清除体内的自由基，因此对人体衰老和疾病的发生有一定的作用。

李羚等[14]研究了螺旋藻及螺旋藻多糖对OH、O-2自由基的清除作用，发现其能有效清除这两种自由基，对脂质过氧化及DNA的OH氧化损伤有显著抑制作用。欧赟等[15]通过优化木瓜蛋白酶酶解条件，结合超滤、凝胶等技术，从钝顶螺旋藻酶解液中分离、纯化出螺旋藻抗氧化肽，纯化出的抗氧化肽对DHHP、OH等的清除率较高，对其在食品和医药行业等提供了参考。

3.1.4 其他作用

毛珍娥[16]通过口服螺旋藻加局部涂抹碘甘油的方法与仅局部涂抹碘甘油做比较，研究螺旋藻对复发性口腔溃疡的愈合疗效，发现两组实验存在显著性差异，说明口服螺旋藻对于口腔溃疡的愈合有明显的作用。这是应为口腔溃疡的发生主要是缺乏维生素、微量元素引起的，所以在口服螺旋藻后能有效的补充维生素等的缺乏，起到治疗溃疡的作用。

螺旋藻还具有抗辐射的性能，郭春生等[17]采用高剂量螺旋藻多糖和银杏叶复合应用，发现可以明显延长经60Coγ射线全身照射小鼠的存活时间，提高小鼠存活率。

3.2 食品行业

螺旋藻中含有的多种营养成分对人类是有益的，因此以螺旋藻为原料的多种实用产品应运而生。

张小芳等[18]按一定的比例将全脂乳粉、白砂糖、乳酸菌和脱腥后的螺旋藻粉进行发酵，发现当全脂乳粉10.2g/100g、白砂糖8g/100g、菌种添加量5g/100g、螺旋藻添加量0.2g/100g、发酵温度38℃、发酵时间6h。在此条件下得到的产品呈浅绿色，且色泽均匀，凝乳状态完全，无乳清析出，口感细腻，品质较好。王欣宏[19]对螺旋藻进行发酵制得螺旋藻酱油，并对产品进行特征性成分的检测，测得实验中使用的螺旋藻的γ-亚麻酸占总脂肪的11.81%，自酿螺旋藻酱油的γ-亚麻酸含量为11.1mg/100ml。

鲁玉侠等[20]通过加蜂蜜调配、美拉德反应和用巧克力掩盖三种方法联合使用，对营养