螺旋藻保健食品的功能因子與研究開發(fā)進展
吳文龍，楊志娟
(湛江海洋大學(xué)食品科技學(xué)院，廣東湛江 524025)
摘要:對螺旋藻保健食品功能因子報道，涉及的主要內(nèi)容有:作為功能食品物質(zhì)基礎(chǔ)的食物纖維、維生素和礦物質(zhì)與微量元素、氨基酸。同時論述了國內(nèi)外已經(jīng)開發(fā)出和正在研究的螺旋藻保健食品。
關(guān)鍵詞:螺旋藻;保健食品;功能因子;食品添加劑
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
國內(nèi)外的許多學(xué)者都認為功能食品是21世紀食品，國內(nèi)有關(guān)部門也把功能食品的發(fā)展作為新世紀食品工業(yè)科技發(fā)展的一項戰(zhàn)略指標。“功能食品”是指具有食品成分，能調(diào)節(jié)人體功能，
以預(yù)防疾病有利康復(fù)，防御機體衰弱為目的而設(shè)計的加工食品。它與一般食品的區(qū)別在于它在營養(yǎng)和醫(yī)學(xué)要有特殊要求，即要具有調(diào)節(jié)生理功能的特點，而這些生理功能的物質(zhì)基礎(chǔ)就是其所含有功能因子。
螺旋藻是大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的微藻類之一，是有35億年生命史的稀有藻類生物，也是一種天然食品，其蛋白質(zhì)含量高(58.5 %-71.0 %),氨基酸組成模式十分平衡合理，而且富含人體自身不能合成的8種必需氨基酸，其營養(yǎng)價值是其它植物蛋白不可比擬的，不飽和脂肪酸含量較多，礦物質(zhì)及維生素含量豐富，具有防癌抗癌、防治心血管疾病、抗老防衰等多種功效。對螺旋藻保健作用的研究，始于上世紀70年代，近幾年國內(nèi)外報道開發(fā)出多種新型的螺旋藻保健、風(fēng)味食品，或方便快餐食品，特別是集營養(yǎng)與藥理活性于一身的藻類保健食品越來越為人們所重視，不僅將螺旋藻作為食品直接食用，而且利用生物工程技術(shù)，工廠化培養(yǎng)各種有用螺旋藻，從中提取不少葉綠素、胡蘿卜素等高檔食品添加劑，開發(fā)出的產(chǎn)品多種多樣。本文就螺旋藻食品的物理基礎(chǔ)與國內(nèi)外研究開發(fā)現(xiàn)狀進行綜述。
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，螺旋藻多糖是一種白色粉末狀水溶性物質(zhì)，主要組分為D-甘露糖、D-葡萄糖、D-半乳糖和葡萄糖醛酸。對人體無毒，具有顯著的抗輻射、抗突變、增強機體免疫等功能，可作為保健食品的重要功能因子。在螺旋藻抗輻射效應(yīng)的研究中，發(fā)現(xiàn)螺旋藻多糖，具有很好的抗輻射效應(yīng)，能提高內(nèi)切酶活性，促進DNA的修復(fù)合成。郭寶江等(1992)研究了螺旋藻多糖對植物細胞輻射遺傳損傷的防護效應(yīng)。劉力生等(1991年)研究了螺旋藻多糖對移植性癌細胞的抑制作用及其機理，表明螺旋藻多糖能顯著提高機體非特異性細胞免疫功能和特異性的體液免疫功能，并且通過增強機體免疫力的作用，間接地抑制了癌細胞的生長。
1.2螺旋藻中的?-胡蘿卜素
螺旋藻中的維生素含量豐富。螺旋藻中約50%的類胡蘿卜素都是?-胡蘿卜素，?-胡蘿卜素是VA的前體物質(zhì)，也是第一位的抗癌維生素，在抗癌和預(yù)防心血管疾病方面有明顯作用，?-胡蘿卜素已被普遍認為是天然的抗癌保護劑。鹽生杜氏藻、分支桿菌、粉紅酵母、光合細菌等都能生產(chǎn)?-胡蘿卜素。螺旋藻中?-胡蘿卜素的含量非常豐富，所含的?-胡蘿卜素達1700 mg/kg(干重)，作為螺旋藻綜合利用的一種功能因子，有待于進一步開發(fā)。
1.3螺旋藻的藻膽蛋白
螺旋藻最突出的特征是含有優(yōu)質(zhì)蛋白60%-70%，比牛肉、雞蛋高3.5倍。蛋白質(zhì)的消化率為75%-86%, 1973年在美國召開的微生物蛋白質(zhì)國際會議提出螺旋藻為新的蛋白源。1974年，聯(lián)合國世界糧食會議確認它為主要蛋白源。FAO推薦它為“明天最好的糧食資源”。螺旋藻蛋白質(zhì)的氨基酸種類齊全，并含有豐富的賴氨酸、絲氨酸和含硫氨基酸如蛋氨酸、半胱氨酸等人和動物必需的氨基酸，而這是谷類蛋白質(zhì)所缺乏的，可起到“蛋白互補”作用。螺旋藻中的藻膽蛋白，約占細胞干重的25%，它是由蛋白以半胱氨酸和開鏈的四吡酪化物—藻膽素發(fā)色團以共價鍵結(jié)合在一起的色素蛋白，屬水溶性蛋白，可以作為優(yōu)良的熒光活性物質(zhì)用于熒光檢測，作為新一代的熒光探針可為某些疾病提供新的診斷手段。
1.4螺旋藻中的含硫糖脂
糖脂是螺旋藻中重要的脂質(zhì)成分，主要存在于葉綠體類囊體中。1988年，美國國家癌癥研究中心報道螺旋藻中的含硫糖脂—硫酸奎諾糖酞基甘油酯 (SQDG)具有抗艾滋病毒(AIDS)活性，從而引起全世界的重視。含硫糖脂在螺旋藻中含量達到1%，因此是一種重要的功能因子。
1.5螺旋藻中的亞麻酸
螺旋藻含粗脂肪7%一14%，富含?-亞麻酸是螺旋藻的特點之一，約含1%左右。?-亞麻酸(C18:3n-6)是人體必需脂肪酸，是合成前列腺素的前體物質(zhì)，對人體的機體代謝起著十分重要的作用，主要表現(xiàn)在:改善高血脂;抑制特異反應(yīng)性皮炎;改善膠原病;預(yù)防糖尿病并發(fā)癥;改善月經(jīng)前緊張癥。天然保健食品月見草油中含有8%的?-亞麻酸。
1.6礦物質(zhì)和微量元素
螺旋藻中礦物質(zhì)含量豐富。①含鐵500-1000mg/kg。大部分貧血者為缺鐵性貧血，若1d攝取5g螺旋藻，就能滿足1d所需營養(yǎng)量(10 mg)的25%-50%。且螺旋藻中的鐵與藻藍素共存，其利用率高;②含鉀15 000 mg/kg-20 000 mg/kg。鉀有促進體內(nèi)鈉的排泄、降低血壓的功能;③含鎂2 000 mg/kg-3000 mg/kg。鎂有保持循環(huán)器官健康、預(yù)防心臟病的功能，而且能防止鈣在血管壁上沉淀。每天平均追加50100 mg鎂，對預(yù)防心臟病是必要的。
螺旋藻中的微量元素，有助于改善老年人生理平衡失調(diào)，起到抗老防衰作用。Zn,Cu,Mn作為SOD的組分，Se作為GSHPX(谷胱甘過氧化物酶)的組分，二者構(gòu)成了將體內(nèi)LPO(脂質(zhì)氧化物)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害物質(zhì)的酶系統(tǒng)，均具有明顯的抑制L PO生成的作用。目前，用Se與維生素E合劑來防止衰老，效果顯著。
2 螺旋藻保健食品的研究開發(fā)現(xiàn)狀與展望
螺旋藻含有豐富的營養(yǎng)成分，有上述不同于陸地生植物的特殊組分，這是螺旋藻保健食品具保健功能的物質(zhì)基礎(chǔ)。螺旋藻主要作為食品添加劑用于食品工業(yè)。在國外，已將螺旋藻干品滲人其它食物原料而制成巧克力、高蛋白奶酪、營養(yǎng)面包、精品蛋糕、餡心糖果和加餐湯料，很受歡迎。螺旋藻由于其獨特的營養(yǎng)保健功能，國外已用于運動員的滋補食品。在我國，螺旋藻干品的應(yīng)用范圍在不斷擴大，主要用于多種傳統(tǒng)小吃、方便食品、旅游食品、醫(yī)療保健品、高檔膳食品，其市場已由南方向北方，從沿海到內(nèi)地邊陲延伸。在深圳、海南等地已建立了螺旋藻培養(yǎng)基地，以螺旋藻原料制成的螺旋藻片、維血膠囊均已正式投人生產(chǎn)。我國學(xué)者程雙奇系統(tǒng)研究了螺旋藻的營養(yǎng)成分，認為它可以成為優(yōu)質(zhì)的保健食品資源。
2.1風(fēng)味食品
螺旋藻味道鮮美，已成為一些傳統(tǒng)食品的上等配料或添加劑，將少量螺旋藻細粉與面粉及其它配料做成的面制品，其味道鮮美可口。
2.1.1螺旋藻餅干傳統(tǒng)餅干成分比較單調(diào)，主要是糖和油脂，熱量高，不符合機體保健的要求。近幾年來，研制開發(fā)并生產(chǎn)添加螺旋藻的餅干，與傳統(tǒng)的餅干原料實現(xiàn)營養(yǎng)互補和強化作用。早在80年代，日本就研制開發(fā)成功螺旋藻餅干，品種多種多樣，或同時添加蔬菜汁或海帶等，頗受消費者歡迎。
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條。在面粉中加人螺旋藻，不僅使面條營養(yǎng)更豐富，并賦予面條螺旋藻特有的顏色和風(fēng)味，使面的色香味更佳，彈性、韌性更強。
2.1.3螺旋藻面包以螺旋藻的添加量占面粉的0.1%-1.0%為宜，制成的螺旋藻面包具有螺旋藻的顏色和風(fēng)味，不僅可提高面包中的維生素、微量元素含量，由于藻體具有持水性，可延緩面包的淀粉老化變硬，使保存期延長。
2.2螺旋藻飲料
2.2.1螺旋藻鮮飲料國際和國內(nèi)已研究開發(fā)了螺旋藻保健飲料、螺旋藻乳酸飲料和螺旋藻綠茶等具有特色的健康飲品。在螺旋藻加入一定量的甜味劑、酸味劑及穩(wěn)定劑等配成的飲料，其色澤嫩綠，口感酸甜適口;還有將螺旋藻加配料制成固體飲料，其速溶性良好，沖泡后為澄清的草綠色液體，并帶有藻類特有的風(fēng)味，特別適于兒童飲用。
2.2.2螺旋藻發(fā)酵飲料藻類用蛋白酶水解后，再經(jīng)發(fā)酵制成，藻體所含的各種營養(yǎng)成分容易被人體吸收;經(jīng)過酶解、發(fā)酵和脫掉酒精，因此不僅可以除掉令人不快的氣味，而且還可以加工成營養(yǎng)豐富、風(fēng)味宜人的飲料。
2.2.3螺旋藻營養(yǎng)液研究表明，小球藻細胞內(nèi)含有一種生物活性精華成分，稱為藻精(CGF )，屬于植物生長因子。CGF對人體有保健功能，而其中一種具有調(diào)節(jié)免疫功能的生理活性物質(zhì)是含D-半乳糖的糖蛋白。有的廠商，利用生物工程手段，將螺旋藻干粉制成“螺旋藻口服液”和“螺旋藻保健營養(yǎng)液”等。這些產(chǎn)品在保留螺旋藻原始生化組織營養(yǎng)成分的前提下，將其藻腥味變成了清香味，并將其由不易溶解變成易溶解，同時消除了沉淀現(xiàn)象。
2.3螺旋藻食品添加劑
2.3.1食用色素
2.3.1.1藻藍素藻藍素，也稱藻藍蛋白，主要存在于藍藻細胞內(nèi)囊體膜上，是藻類光合反應(yīng)的關(guān)鍵色素?？勺鳛槭称诽砑觿?，廣泛用于雪糕、香口膠、糖果和糕點等食品生產(chǎn)的著色上。在臨床醫(yī)學(xué)上用作免疫熒光劑以及抗腫瘤藥物。
2.3.1.2 ?-胡蘿卜素從螺旋藻中提取的?-胡蘿卜素是一個具有高價值的商業(yè)化產(chǎn)品，比化學(xué)合成的?-胡蘿卜素有許多優(yōu)點，如順式異體含量高達50%左右，而人體合成的順式異體只占20%左右，故天然?-胡蘿卜素的生物和保健功能是化學(xué)合成無法比擬的。?-胡蘿卜素在食品工業(yè)上應(yīng)用廣泛，可用于奶油、干酪、糖果、雪糕、飲料、肉制品、蛋制品以及面條等做食用色素或營養(yǎng)保健強化添加劑。為了提高螺旋藻生產(chǎn)?-胡蘿卜素的效率，科技人員還研究營養(yǎng)應(yīng)用了各種反應(yīng)器來提高其生產(chǎn)效率、降低成本。
2.3.1.3飼料添加劑螺旋藻除了直接作為食品或添加劑直接食用外，還可用于高檔飼料添加劑。用螺旋藻配合飼料喂對蝦苗、幼鮑，與用常規(guī)飼料喂養(yǎng)相比，幼苗成活率大大提高。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)與北京師范大學(xué)用螺旋藻飼養(yǎng)對蝦苗效果也很好;美國的一些寵物飼料制造商，在貓飼料中滲人一點螺旋藻，能使其食欲大增，寵物的毛色光亮、美麗。
3 結(jié)語
近幾年，高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、全營養(yǎng)素的藻類資源正逐步被人們認識。世界各國形成了開發(fā)海洋湖沼的熱潮，海洋藥物的發(fā)展又為我們開發(fā)藻類功能食品提供了有利條件?！肮δ苁称贰北蛔u為21世紀食品，有著巨大的發(fā)展?jié)摿Γ覀儜?yīng)進一步深人進行營養(yǎng)保健功能和生理功能的研究，充分運用現(xiàn)代分離、提取、穩(wěn)定、評價及其它先進的加工技術(shù)，螺旋藻類營養(yǎng)保健食品、風(fēng)味食品、螺旋藻食品添加劑的研究開發(fā)速度將加快，螺旋藻食品將得到普及，對人類的營養(yǎng)與健康發(fā)揮更大的作用。
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