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螺旋藻

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螺旋藻(学名:Spirulina),属于蓝藻门、蓝藻纲、颤藻科、螺旋藻属,是一种古老的低等原核单细胞或多细胞水生植物,体长200-500μm,宽5-10μm,形如钟表发条,呈螺旋状蓝绿色,所以又称为蓝绿藻,原产在墨西哥和非洲中部的乍得热带地区的碱性湖泊中,早就被当地居民食用。 螺旋藻适于高温碱性环境。已发现35种以上,在淡、咸水均有生长,而世界上用于生产的只有2种钝顶螺旋藻和巨大螺旋藻。 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 。螺旋藻是自然界营养成分最丰富、最全面的生物,螺旋藻富含高质量的蛋白质、γ-亚麻酸的脂肪酸、类胡萝卜素、维生素,以及多种微量元素如铁、碘、硒、锌等。

基本信息
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螺旋藻
Spirulina
植物界
蓝藻门
蓝藻纲
颤藻科
螺旋藻属
螺旋藻
目录
  1. 1 形态特征

  2. 2 生长习性

  3. 3 繁殖方式

  4. 4 生长环境

  5. 5 分布范围

  1. 6 化学成分

  2. 7 主要价值

  3. 8 开发应用

  1. 9 用于食品加工

  2. 10 用于医学研究

  3. 11 用作饲料添加剂

  1. 12 用作生物能源

  2. 13 用于环境保护

  3. 14 植物文化

正文
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形态特征

螺旋藻的藻丝体长200-500μm,宽5-10μm,在显微镜下呈疏松或紧密的有规则的螺旋弯曲状,形如钟表发条而得名。蓝藻类细胞无色素体,色素分布在原生质体外部的色素区,蓝绿色。藻体表面不具胶质鞘,不易被微生物附着,细胞内有气泡,上浮性好。细胞或藻丝顶部常不尖细,横壁常不明显,顶细胞圆形,外壁不增厚。

生长习性

螺旋藻的适宜生长温度一般在28℃-35℃,15℃和40℃分别为其最低和最
高生长温度,而其喜温和耐热品系可在35℃-40℃下培养。
螺旋藻生长的适宜pH为8.3-10.3,当pH为11时,仍然生长良好。研究发现,钝顶螺旋藻在含盐浓度为20-70g/L的水中生长最佳。螺旋藻是严格的光能自养型藻类,靠阳光和吸收水中的CO2,进行光合作用。螺旋藻的光合能力极强,高等植物的光能利用率通常是5%-6%,而螺旋藻的光能利用率高达18%,光合效率达43%,是一般农作物的3倍以上。螺旋藻生长繁殖迅速,适合于不同地区或季节的室内外大量养殖,生长周期极短,正常生长周期仅11h,如果条件处于最佳状态,最快增殖速度为4h一次。

繁殖方式

直接分裂。

生长环境

螺旋藻喜高温(25-30℃),高碱(pH8-11)的特性,因此它可以聚集生活在较严酷的环境中,如碱水湖、一些海洋环境和盐碱湖(主要的生长地)。

分布范围

螺旋藻主要分布于热带、亚热带地区淡水及盐碱性湖泊中,自然环境中螺旋藻主要分布于中非乍得湖、墨西哥特西科科湖和我国云南永胜程海湖。 

化学成分

螺旋藻的化学组成具有高蛋白、低脂肪、低糖类的特点,并含有多种维生素及微量元素,营养价值极高。
螺旋藻的蛋白质含量高达60%-70%,是大豆的2倍,牛肉的3.5倍,鸡蛋的4倍,且其所含人体必需氨基酸的种类齐全、组成合理。
螺旋藻的脂肪含量一般为干重的5%-6%,其中70%-80%为不饱和脂肪酸(UFA),尤其是亚麻酸的含量高达人乳的500倍。
螺旋藻纤维素含量为2%-4%,细胞壁主要是由胶原蛋白和半纤维素组成,人体对其的吸收率高达95%以上。 
螺旋藻的维生素和矿物质含量也极其丰富,前者包括维生素B1、B2、B6、B12、E和K等;后者包括锌、铁、钾、钙、镁、磷、硒、碘等微量元素,螺旋藻的生物锌与铁的比例基本与人体生理需要一致,最容易被人体吸收。
除此之外,螺旋藻内的藻蓝蛋白(CPC)、藻多糖(PSP)、γ-亚麻酸甲酯(GLAME)、β-胡萝卜素、叶绿素a等活性成分对动物的许多机能具有调节作用。

主要价值

螺旋藻以其全面均衡的营养和极高的防病保健价值受到全世界众多科学家和国际组织的关注和高度评价。营养学家和医药学家称它是“地球上的营养冠军”、“药源新星”。世界卫生组织认定螺旋藻为“人类21世纪最佳保健品”和“未来超级营养食品”;联合国教科文组织推荐螺旋藻为“明天最理想、最完美的食品”;联合国粮农组织也郑重地向全世界推荐“螺旋藻是人类未来最优良的食物资源和未来食粮”。
螺旋藻的营养价值螺旋藻被近代科学视为“微型营养库”,其中8种营养必需氨基酸的含量接近或超过联合国粮农组织(FAO)的标准。蛋白质、糖、脂比例约为60:20:5,营养成分均衡。此外,还含有多种维生素和微量元素,其中β-胡萝卜素含量4000mg/kg、维生素高达1320mg/kg,每人每日食用15g干重螺旋藻就能保证必要的营养素来源。螺旋藻以其高营养性、高安全性被FAO誉为“人类景理想最优秀的食品”。
美国膳食补充剂专家委员会对其展开的安全性评价表明,螺旋藻安全性好,无毒副作用。
螺旋藻在全世界范围内已被广泛用作保健品,并同时被美国和欧洲航天局推荐为长期执行太空任务人员的主要食品之一。螺旋藻被发现具有多种药理作用。如降血脂、抗氧化、抗感染、抗癌变、抗辐射、抗衰老、增强机体免疫力等。

开发应用

通常应用于国内外大规模生产的是钝顶螺旋藻(S. platensis)、极大螺旋藻(S. maxima)和盐泽螺旋藻(S. subsalsa),是一类古老而低等的原核水生藻类。

用于食品加工

利用螺旋藻开发出了多种多样的食品,均是将螺旋藻干粉或提取液原料添加到常规食物或饮料中制成,各有特色。已报道的产品主要有酱油、酸奶、果冻、饮料及面条等。

用于医学研究

螺旋藻中脂肪酸含量较低,其中对人体十分有益的不饱和脂肪酸占很大比例。螺旋藻富含多种生物活性成分,如β-胡萝卜素藻胆蛋白γ-亚麻酸和内源性酶等,对人体健康非常有益。 

用作饲料添加剂

螺旋藻因其含有丰富的蛋白质和氨基酸,并富含多种微量元素,现已作为饲料添加剂被广泛应用于动物饲料中,有研究者报告了这种新型绿色饲料添加剂在水产养殖、畜牧生产中的应用。研究表明,添加4%的螺旋藻-黄秋葵精粉可提高南美白对虾的生长性能。有报道螺旋藻可提高仔猪的生产性能。

用作生物能源

早在20世纪70年代,由于石油危机的发生,对于清洁、无污染、可再生的生物能源的关注已经成为热点,尤其是生物氢能的制备。许多国家纷纷投入大量的人力和物力研究生物制氢技术,积累了大量的研究成果。研究发现,螺旋藻相对于其他生物产氢材料而言,具有光合作用效率高,生长繁殖快,氢酶活性高,持续放氢的时间长的特点,是研究生物放氢的理想材料之一。 [1] 

用于环境保护

螺旋藻在生长繁殖过程中需要吸收和消耗水体环境中的氮、磷等营养元素以及降解水中有机物,并且具有生长繁殖快、高光效、适应性强的特点。螺旋藻的这些特性提示,利用废水养殖螺旋藻,一方面可使水体得以净化,减轻水体的富营养化程度;另一方面也可以得到高附加值的螺旋藻产品。因而将螺旋藻用于废水处理是一项很好的生物治污措施。 [1] 

植物文化

从15世纪起,螺旋藻就被非洲、美洲、墨西哥等地区的一些居民加工成一种蓝色软饼。自20世纪60年代以来,螺旋藻就已引起了国际生物学家的重视。20世纪70年代初,螺旋藻被联合国食品会议认定为“明天最好的食品资源”。20世纪70年代中期,墨西哥政府为运动员提供了这种绿色食品,以增强运动员的体质并恢复体力,收到了很好的效果。20世纪80年代以后,许多国家对螺旋藻的生产与应用已形成相当的规模。自1974年,世界上第一座螺旋藻生产厂在墨西哥投产。 
干燥的螺旋藻中含有50-70%的蛋白质,一些宣传中将其描述为比牛肉、大豆、牛奶还要高蛋白。其实这很不公平,如果和牛肉干、鱼干等干制的食物相比,它根本就没什么明显优势,比如明太鱼干的蛋白含量也可以达到70%。
螺旋藻含有多种必需氨基酸也没什么好吹牛的,高蛋白食物中到处都是。而摄取同样质量的蛋白质,螺旋藻的价格是奶、肉、豆类的几十倍。据说螺旋藻的氨基酸比例特别完美,能比牛奶还完美吗?要说氨基酸模式,应该强调膳食的搭配以及整体的氨基酸摄入。
螺旋藻含有多种维生素,比如有较多的B族维生素,不过这在很多谷物、蔬菜和肉蛋奶中也一样丰富,并不值得骄傲。螺旋藻还含有5-8%的脂肪,以不饱和脂肪居多。尽管有些脂肪酸,例如γ-亚麻酸,在植物油中比较少见,但人体可以自身合成。螺旋藻是否含有DHA和EPA说法不一,但就算有也极其微量,且极易被氧化。
旋藻可以从环境中富集铁、锌、钙等矿物质,尤其铁含量比较高,这被认为是它的一大营养优势。然而,它也会从环境中富集重金属,例如铅、砷、镉、汞等。螺旋藻还含有纤维素等其他营养,不过在植物性食物中也比比皆是。
总之,螺旋藻的营养价值还不错,但远没有商家吹的那么厉害。其实,许多藻类(例如小球藻)甚至细菌的营养成分都不亚于螺旋藻,只不过多数没有被工业化开发罢了。考虑到螺旋藻高昂的价格,加之每天也就吃几克,其提供的营养对于有正常饮食的人来说完全可以忽略不计了 。
螺旋藻的培育常常会遇到其他藻类的污染,而有一些藻类是会产生毒素的,比如微囊藻毒素。微囊藻毒素毒性较强,长期低剂量摄入可以在肝脏蓄积并诱发肝癌。
美国国立卫生院认为,螺旋藻如果不含微囊藻毒素则“可能是安全的”,而如果有毒素污染则“很可能是不安全的”,尤其对孩子而言。2003年,中国CDC营养与食品安全所(国家食品安全风险评估中心)曾对市场上的螺旋藻产品进行了检测分析,发现污染微囊藻毒素的情况十分普遍。
当时的结论是,即使每天只吃4克螺旋藻,其健康风险也不应忽视。十多年过去了,不知道这一问题是否得到了系统性的解决,但至少相关产品的标准里还没有微囊藻毒素的控制指标。此外,儿童、孕妇、哺乳期妇女通常不建议吃螺旋藻,有苯丙酮酸尿症的人不能吃螺旋藻,接受抗凝血药物治疗的人需要向医生咨询。
另外,也有个别消费者反映吃了之后有恶心、腹泻、疲劳感和头疼等副作用。其实,无论是在消失的阿兹特克帝国还是在乍得的原始部落,螺旋藻都只是充饥之物,是解决吃不饱和营养不良的“备胎”。
2003年,出于人道主义的考虑,联合国还设立了一个跨政府机构,在发展中国家推动开发螺旋藻用于消除饥饿和营养不良。可见它在保障食品供应方面还是有一定积极意义的,不过对于食品供应充足的中国,它只能是一个可有可无的配角。




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  • 创建者 : 中岛

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  • 1. 形态特征
  • 2. 生长习性
  • 3. 繁殖方式
  • 4. 生长环境
  • 5. 分布范围
  • 6. 化学成分
  • 7. 主要价值
  • 8. 开发应用
  • 9. 用于食品加工
  • 10. 用于医学研究
  • 11. 用作饲料添加剂
  • 12. 用作生物能源
  • 13. 用于环境保护
  • 14. 植物文化
参考资料
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百科标签
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