螺旋藻保健食品的功能因子与研究开发进展
吴文龙，杨志娟
(湛江海洋大学食品科技学院，广东湛江 524025)
摘要:对螺旋藻保健食品功能因子报道，涉及的主要内容有:作为功能食品物质基础的食物纤维、维生素和矿物质与微量元素、氨基酸。同时论述了国内外已经开发出和正在研究的螺旋藻保健食品。
关键词:螺旋藻;保健食品;功能因子;食品添加剂
THE MATERIAL BASE AND PRESENT SITUATION OF RESEARCH AND DEVELOPMENT IN SPIRULINA PLATENSIS FUNCTIONAL FOODS
WU Wen-long，YANG Zhi-juan
(College of Food Science and Technology,Zhanjiang Ocean University,Zhanjiang 524025,China)
Abstract:The summary reports material bases and the present situation of research in spirulina platensis functional foods including edible fibre, vitamins, mineral and trace elements, amino acids. The paper summarizes the advances of spirulina food throughout all the world.
Key WordS:spirulina platensis; functional foods; material bases; food additives
国内外的许多学者都认为功能食品是21世纪食品，国内有关部门也把功能食品的发展作为新世纪食品工业科技发展的一项战略指标。“功能食品”是指具有食品成分，能调节人体功能，
以预防疾病有利康复，防御机体衰弱为目的而设计的加工食品。它与一般食品的区别在于它在营养和医学要有特殊要求，即要具有调节生理功能的特点，而这些生理功能的物质基础就是其所含有功能因子。
螺旋藻是大规模工业化生产的微藻类之一，是有35亿年生命史的稀有藻类生物，也是一种天然食品，其蛋白质含量高(58.5 %-71.0 %),氨基酸组成模式十分平衡合理，而且富含人体自身不能合成的8种必需氨基酸，其营养价值是其它植物蛋白不可比拟的，不饱和脂肪酸含量较多，矿物质及维生素含量丰富，具有防癌抗癌、防治心血管疾病、抗老防衰等多种功效。对螺旋藻保健作用的研究，始于上世纪70年代，近几年国内外报道开发出多种新型的螺旋藻保健、风味食品，或方便快餐食品，特别是集营养与药理活性于一身的藻类保健食品越来越为人们所重视，不仅将螺旋藻作为食品直接食用，而且利用生物工程技术，工厂化培养各种有用螺旋藻，从中提取不少叶绿素、胡萝卜素等高档食品添加剂，开发出的产品多种多样。本文就螺旋藻食品的物理基础与国内外研究开发现状进行综述。
1 螺旋藻保健食品的功能因子
1.1螺旋藻多糖
螺旋藻含有10%的多糖，螺旋藻多糖是一种白色粉末状水溶性物质，主要组分为D-甘露糖、D-葡萄糖、D-半乳糖和葡萄糖醛酸。对人体无毒，具有显著的抗辐射、抗突变、增强机体免疫等功能，可作为保健食品的重要功能因子。在螺旋藻抗辐射效应的研究中，发现螺旋藻多糖，具有很好的抗辐射效应，能提高内切酶活性，促进DNA的修复合成。郭宝江等(1992)研究了螺旋藻多糖对植物细胞辐射遗传损伤的防护效应。刘力生等(1991年)研究了螺旋藻多糖对移植性癌细胞的抑制作用及其机理，表明螺旋藻多糖能显著提高机体非特异性细胞免疫功能和特异性的体液免疫功能，并且通过增强机体免疫力的作用，间接地抑制了癌细胞的生长。
1.2螺旋藻中的ß-胡萝卜素
螺旋藻中的维生素含量丰富。螺旋藻中约50%的类胡萝卜素都是ß-胡萝卜素，ß-胡萝卜素是VA的前体物质，也是第一位的抗癌维生素，在抗癌和预防心血管疾病方面有明显作用，ß-胡萝卜素已被普遍认为是天然的抗癌保护剂。盐生杜氏藻、分支杆菌、粉红酵母、光合细菌等都能生产ß-胡萝卜素。螺旋藻中ß-胡萝卜素的含量非常丰富，所含的ß-胡萝卜素达1700 mg/kg(干重)，作为螺旋藻综合利用的一种功能因子，有待于进一步开发。
1.3螺旋藻的藻胆蛋白
螺旋藻最突出的特征是含有优质蛋白60%-70%，比牛肉、鸡蛋高3.5倍。蛋白质的消化率为75%-86%, 1973年在美国召开的微生物蛋白质国际会议提出螺旋藻为新的蛋白源。1974年，联合国世界粮食会议确认它为主要蛋白源。FAO推荐它为“明天最好的粮食资源”。螺旋藻蛋白质的氨基酸种类齐全，并含有丰富的赖氨酸、丝氨酸和含硫氨基酸如蛋氨酸、半胱氨酸等人和动物必需的氨基酸，而这是谷类蛋白质所缺乏的，可起到“蛋白互补”作用。螺旋藻中的藻胆蛋白，约占细胞干重的25%，它是由蛋白以半胱氨酸和开链的四吡酪化物—藻胆素发色团以共价键结合在一起的色素蛋白，属水溶性蛋白，可以作为优良的荧光活性物质用于荧光检测，作为新一代的荧光探针可为某些疾病提供新的诊断手段。
1.4螺旋藻中的含硫糖脂
糖脂是螺旋藻中重要的脂质成分，主要存在于叶绿体类囊体中。1988年，美国国家癌症研究中心报道螺旋藻中的含硫糖脂—硫酸奎诺糖酞基甘油酯 (SQDG)具有抗艾滋病毒(AIDS)活性，从而引起全世界的重视。含硫糖脂在螺旋藻中含量达到1%，因此是一种重要的功能因子。
1.5螺旋藻中的亚麻酸
螺旋藻含粗脂肪7%一14%，富含ɤ-亚麻酸是螺旋藻的特点之一，约含1%左右。ɤ-亚麻酸(C18:3n-6)是人体必需脂肪酸，是合成前列腺素的前体物质，对人体的机体代谢起着十分重要的作用，主要表现在:改善高血脂;抑制特异反应性皮炎;改善胶原病;预防糖尿病并发症;改善月经前紧张症。天然保健食品月见草油中含有8%的ɤ-亚麻酸。
1.6矿物质和微量元素
螺旋藻中矿物质含量丰富。①含铁500-1000mg/kg。大部分贫血者为缺铁性贫血，若1d摄取5g螺旋藻，就能满足1d所需营养量(10 mg)的25%-50%。且螺旋藻中的铁与藻蓝素共存，其利用率高;②含钾15 000 mg/kg-20 000 mg/kg。钾有促进体内钠的排泄、降低血压的功能;③含镁2 000 mg/kg-3000 mg/kg。镁有保持循环器官健康、预防心脏病的功能，而且能防止钙在血管壁上沉淀。每天平均追加50100 mg镁，对预防心脏病是必要的。
螺旋藻中的微量元素，有助于改善老年人生理平衡失调，起到抗老防衰作用。Zn,Cu,Mn作为SOD的组分，Se作为GSHPX(谷胱甘过氧化物酶)的组分，二者构成了将体内LPO(脂质氧化物)转变为无害物质的酶系统，均具有明显的抑制L PO生成的作用。目前，用Se与维生素E合剂来防止衰老，效果显著。
2 螺旋藻保健食品的研究开发现状与展望
螺旋藻含有丰富的营养成分，有上述不同于陆地生植物的特殊组分，这是螺旋藻保健食品具保健功能的物质基础。螺旋藻主要作为食品添加剂用于食品工业。在国外，已将螺旋藻干品渗人其它食物原料而制成巧克力、高蛋白奶酪、营养面包、精品蛋糕、馅心糖果和加餐汤料，很受欢迎。螺旋藻由于其独特的营养保健功能，国外已用于运动员的滋补食品。在我国，螺旋藻干品的应用范围在不断扩大，主要用于多种传统小吃、方便食品、旅游食品、医疗保健品、高档膳食品，其市场已由南方向北方，从沿海到内地边陲延伸。在深圳、海南等地已建立了螺旋藻培养基地，以螺旋藻原料制成的螺旋藻片、维血胶囊均已正式投人生产。我国学者程双奇系统研究了螺旋藻的营养成分，认为它可以成为优质的保健食品资源。
2.1风味食品
螺旋藻味道鲜美，已成为一些传统食品的上等配料或添加剂，将少量螺旋藻细粉与面粉及其它配料做成的面制品，其味道鲜美可口。
2.1.1螺旋藻饼干传统饼干成分比较单调，主要是糖和油脂，热量高，不符合机体保健的要求。近几年来，研制开发并生产添加螺旋藻的饼干，与传统的饼干原料实现营养互补和强化作用。早在80年代，日本就研制开发成功螺旋藻饼干，品种多种多样，或同时添加蔬菜汁或海带等，颇受消费者欢迎。
2.1.2螺旋藻面螺旋藻在普通食品加工中，用量最大是方便面或面条。在面粉中加人螺旋藻，不仅使面条营养更丰富，并赋予面条螺旋藻特有的颜色和风味，使面的色香味更佳，弹性、韧性更强。
2.1.3螺旋藻面包以螺旋藻的添加量占面粉的0.1%-1.0%为宜，制成的螺旋藻面包具有螺旋藻的颜色和风味，不仅可提高面包中的维生素、微量元素含量，由于藻体具有持水性，可延缓面包的淀粉老化变硬，使保存期延长。
2.2螺旋藻饮料
2.2.1螺旋藻鲜饮料国际和国内已研究开发了螺旋藻保健饮料、螺旋藻乳酸饮料和螺旋藻绿茶等具有特色的健康饮品。在螺旋藻加入一定量的甜味剂、酸味剂及稳定剂等配成的饮料，其色泽嫩绿，口感酸甜适口;还有将螺旋藻加配料制成固体饮料，其速溶性良好，冲泡后为澄清的草绿色液体，并带有藻类特有的风味，特别适于儿童饮用。
2.2.2螺旋藻发酵饮料藻类用蛋白酶水解后，再经发酵制成，藻体所含的各种营养成分容易被人体吸收;经过酶解、发酵和脱掉酒精，因此不仅可以除掉令人不快的气味，而且还可以加工成营养丰富、风味宜人的饮料。
2.2.3螺旋藻营养液研究表明，小球藻细胞内含有一种生物活性精华成分，称为藻精(CGF )，属于植物生长因子。CGF对人体有保健功能，而其中一种具有调节免疫功能的生理活性物质是含D-半乳糖的糖蛋白。有的厂商，利用生物工程手段，将螺旋藻干粉制成“螺旋藻口服液”和“螺旋藻保健营养液”等。这些产品在保留螺旋藻原始生化组织营养成分的前提下，将其藻腥味变成了清香味，并将其由不易溶解变成易溶解，同时消除了沉淀现象。
2.3螺旋藻食品添加剂
2.3.1食用色素
2.3.1.1藻蓝素藻蓝素，也称藻蓝蛋白，主要存在于蓝藻细胞内囊体膜上，是藻类光合反应的关键色素。可作为食品添加剂，广泛用于雪糕、香口胶、糖果和糕点等食品生产的着色上。在临床医学上用作免疫荧光剂以及抗肿瘤药物。
2.3.1.2 ß-胡萝卜素从螺旋藻中提取的ß-胡萝卜素是一个具有高价值的商业化产品，比化学合成的ß-胡萝卜素有许多优点，如顺式异体含量高达50%左右，而人体合成的顺式异体只占20%左右，故天然ß-胡萝卜素的生物和保健功能是化学合成无法比拟的。ß-胡萝卜素在食品工业上应用广泛，可用于奶油、干酪、糖果、雪糕、饮料、肉制品、蛋制品以及面条等做食用色素或营养保健强化添加剂。为了提高螺旋藻生产ß-胡萝卜素的效率，科技人员还研究营养应用了各种反应器来提高其生产效率、降低成本。
2.3.1.3饲料添加剂螺旋藻除了直接作为食品或添加剂直接食用外，还可用于高档饲料添加剂。用螺旋藻配合饲料喂对虾苗、幼鲍，与用常规饲料喂养相比，幼苗成活率大大提高。中国农业大学与北京师范大学用螺旋藻饲养对虾苗效果也很好;美国的一些宠物饲料制造商，在猫饲料中渗人一点螺旋藻，能使其食欲大增，宠物的毛色光亮、美丽。
3 结语
近几年，高产、优质、全营养素的藻类资源正逐步被人们认识。世界各国形成了开发海洋湖沼的热潮，海洋药物的发展又为我们开发藻类功能食品提供了有利条件。“功能食品”被誉为21世纪食品，有着巨大的发展潜力，我们应进一步深人进行营养保健功能和生理功能的研究，充分运用现代分离、提取、稳定、评价及其它先进的加工技术，螺旋藻类营养保健食品、风味食品、螺旋藻食品添加剂的研究开发速度将加快，螺旋藻食品将得到普及，对人类的营养与健康发挥更大的作用。
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