螺旋藻的营养价值与保健功效.docx

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螺旋藻的营养价值与保健功效

螺旋藻的营养价值与保健功效

摘要：

螺旋藻是一种全天然、高蛋白、营养丰富而均衡、富含多种生理活性物质的功能性食品，具有极高的医疗保健价值，其蛋白质含量为50%~70%，碳水化合物为15%~20%，矿物质7%脂类6%~9%，对许多疾病有防御作用。

本文从螺旋藻的研究与开发、营养价值、保健功效及市场前景等方面对其研究进展加以综合介绍。

关键词：

螺旋藻，保健功效，营养价值

ThenutritionalvalueandhealthbenefitsofSpirulina

Abstract:

Spirulina,akindoffunctionalfood,containsalotofbioactivecomponents,50%~70%protein,6%~9%fat,7%mineralsindrymatter,showingimportanthealthvalueandbeneficialeffects.Inthisarticle,researchanddevelopmentofspirulina,nutritionalvalueandhealthbenefits,potentialandfutureofapplicationarereviewedhereinthisarticle.

Keywords:

spirulina,healthbenefits,nutritionalvalue

0引言

螺旋藻（Spirulina）是蓝藻门、蓝藻纲、段殖体目、颤藻科、螺旋藻属的一种最古老的低等原核单细胞水生植物。

其细胞中没有细胞核，也没有色素体，进行光合作用的色素散布在细胞中，色素除叶绿素a外，还有大量的藻蓝素和其它色素，故藻蓝体呈蓝色，所以它又被称为蓝绿藻（Bluegreenalga）[1]。

目前世界上有钝顶螺旋藻（Spirulinaplatensis）、极大螺旋藻（Spirulinamaxima）、巨型螺旋藻（Spirulinamajor）、盐泽螺旋藻（Spirulinasubsalsa）等38个种。

螺旋藻喜高温（28~35"C），高碱（pH8.5~10.5）和高盐环境，广泛的分布在热带和暖温的海洋、湖沼及盐湖中，甚至在一些不适应其它生物生长的环境，如含高碱量的湖泊中也可以良好生长[2]。

螺旋藻富含人体所需的所有氨基酸种类，能够满足人体生存的需要。

螺旋藻不但营养丰富而均衡，而且极易被消化吸收，其消化率高达86％以上[3-5]。

近年来，螺旋藻其它丰富的生理活性成分也相继被广泛利用，包括β-胡萝卜素、叶绿素、α-亚麻酸、γ-亚麻酸、维生素、微量元素、藻蓝蛋白、螺旋藻多糖[6]，这些成分都具有重要的医疗保健价值。

为此，全世界许多营养学家、药学家、医学家给予它很高的评价，称其为“地球上的营养冠军”、“生命的营养库”，联合国粮农组织将其誉为“超级营养食品”，联合国世界卫生组织称它为“二十一世纪人类最佳保健品”[7]。

1螺旋藻的研究现状

螺旋藻是成功开发并实现产业化生产的微藻，1980年联合国粮农组织（FDA）正式确认螺旋藻理想的蛋白质标准和各种生理参数，并将螺旋藻誉为“21世纪人类蛋白质的来源”。

1982年联合国教科文组织推荐螺旋藻为“人类明天最理想的保健食品”并向世界各国推荐发展螺旋藻。

药理和临床研究表明，螺旋藻具有提高机体免疫力，防癌、抗辐射、抗衰老、降低重金属和药物的肾毒性以及放射防护等，特别是螺旋藻多糖的研究成为热门。

近几年的研究表明，螺旋藻多糖是螺旋藻中具有抗肿瘤和免疫调节作用的生物活性物质。

1.1螺旋藻的生物学特性及使用历史

螺旋藻（Spirulina）是一类单细胞生物，属于蓝藻颤藻科，螺旋藻只是其中的一个“属”，约38种。

目前国内外应用的只有两种：

钝顶螺旋藻和极大螺旋蕞。

它是地球上量早出现的产氧光合原棱生物，其超徽结构和生化特性很象细菌和高等植物的叶绿体且其藻细胞中古有不成堆的光合层片（类囊体）光合作用的电子传递反应和呼吸作用均发生于类囊体内，它所含的光合色素有叶绿素A、水溶性的藻蓝蛋白色素、藻蓝蛋白、藻红蛋白及异蓝藻素。

因此曩旋藻与其它植物一样能够利用阳光、二氧化碳等合成有机物，同时放出氧气[8]。

大多数螺旋薰喜欢高温（25℃~36℃）、高碱（pHl9~11），在这样的环境下，许多其它生物都难以生存，螺旋藻却能迅速生长繁殖，而且它亦可在盐湖、碱地及沿海盐地的海水中生长。

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，他们大多长寿，体格健壮。

自20世纪60年代，人们才开始发现并重视这种神奇的藻类。

1967年，法国的Clement博士和比利时的JeanLeonod第一次分离出乍得湖产的螺旋藻，并在实验室培养实验。

1937年墨西哥人通过大量的人体实验，证实螺旋藻没有毒性和副作用，可作为食品和饲料使用。

随后，螺旋藻理想的蛋白质标准被美国的食品蛋白咨询公司和联合国粮农组织（FDA）正式确认，并向全世界推荐发展螺旋藻。

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，目前美国、法国、日本等国家均用螺旋藻来补充日常营养，防治各种疾病。

2螺旋藻的主要营养成分

100g螺旋藻的主要营养成份：

蛋白质60~70g、脂肪5~99、碳水化合物15~20g、纤维2~4g、叶绿素0.8~2.4g、类胡萝卜素200~400mg、藻蓝蛋白0.5~8g、钙0.5~1g、铁55~105mg、锌2~4mg、硒50~200µg、钾l~2g、镁200~400mg、铬6~10µg、维生素A100~200mg、维生素B11.5~4mg、维生素B21.5~4mg、维生素B60.5~0.7mg、维生素B120.1~0.3mg、维生素C8~10mg、维生素D1~2mg、维生素E10~20mg、维生素K0.5~2mg、γ-亚麻酸l~3g、藻多糖2~4g[9]。

由上可知螺旋藻的蛋白质含量高达60%~70%，是大豆的2.5倍，是大米的10倍，是鱼肉、牛肉的3倍，猪肉的5倍。

螺旋藻中含有丰富的B族维生素，蔬菜中β-胡萝卜素在胡萝卜中的含量是最高的，螺旋藻中的含量是胡萝卜中的18倍，螺旋藻中的叶绿素a含量是普通蔬菜的10倍以上。

维生素B12的含量是动物肝脏的3.5倍且在所有生物体中也是最高的。

螺旋藻中铁的含量是菠菜的23倍，是最佳的补铁、补血食品。

螺旋藻属于低脂食品，脂肪的含量为6%~9%，其脂肪酸多以不饱和脂肪酸为主，含量为4.9%~5.7%，尤其是必需脂肪酸的含量较高，其中具有保健功能的γ-亚麻酸含量高达8.75~11.97g/kg[10]，而且不含胆固醇。

螺旋藻含有人体所必须的几乎全部营养是任何一种天然食物都无法比拟的最佳营养食品。

2.1蛋白质

蛋白质的质与量是一种食物营养价值的重要指标，螺旋藻的蛋白质不论在数量还是在质量上都有其独特的优势，其蛋白质含量高达50%~70%，相当于大豆的1.68倍，猪肉的7倍，牛肉的3.3倍，鸡蛋的3.1倍，鱼肉的3.7倍，牛奶的1.73倍[11]。

也就是说螺旋藻的蛋白质含量在地球上所有动植物中最高，其蛋白质基本上是水溶性的，极易为人体消化吸收，消化吸收率可达85%。

螺旋藻的蛋白质由18种氨基酸组成，其中有8种必需氨基酸，含有丰富的赖氨酸、苏氨酸和含硫氨基酸（蛋氨酸和胱氨酸）等为人和动物必需氨基酸，这几种氨基酸正是谷物蛋白质中所缺乏的。

因此，把螺旋藻作为配伍食品，可以起到氨基酸互补作用[12]。

也可以解决植物蛋白质营养价值较低的问题。

2.2脂肪

螺旋藻属于低脂食品，脂肪含量为6%~9%，其脂肪酸多以不饱和脂肪酸为主，含量为4.9%~5.7%（表2），尤其是必需脂肪酸的含量较高，而且具有多种保健功能的γ-亚麻酸含量高达8.75~11.97g/kg[13]，而且脂肪中不含有胆固醇。

表1螺旋藻的脂肪含量及脂肪酸组成[14]

Tab.1ThefatandfatacidcontentofSpirulina

脂肪名称

含量/（mg.kg-1）

月桂酸

肉蔻酸

棕榈酸

硬脂酸

甘油软脂酸

十七碳二烯酸

亚油酸

γ-亚麻酸

γ-亚麻酸

180~229

520~664

16500~21141

微量~353

1490~2035

90~142

1970~3009

8750~11970

699~7000

2.3维生素

由于螺旋藻细胞分裂活跃，生长迅速，代谢旺盛，因而与生长发育直接相关的各种维生素（B1、B2、B12、E）含量也很丰富，尤其是β-胡萝卜素、维生素E和B12含量较高，每100g中维生素含量分别高达150~170mg，5~20mg，0.05~0.2mg[15]。

其β-胡萝卜素是所有食物之冠，比胡萝卜的含量还要高出10倍，维生素B12的含量是动物肝脏的3.5倍，在所有生物体中也是最高。

2.4矿物质

螺旋藻的矿物质含量相当高，也含有丰富的微量元素，（如钙、铁、锌、硒等）相对于普通陆生食物来说硒含量尤为丰富（表2）。

这些微量元素和矿物质均与有机物结合，易为人体吸收利用，能有效地调节机体平衡及酶的活性。

表3螺旋藻中矿物质含量[16]

Tab.3ThemineralcontentofSpirulina

矿物质

含量/（mg.kg-1）

钙

铁

钠

镁

锌

钾

硒

1045~1318

457~580

275~412

1410~1915

27~39

13.3~15.4

0.01

2.5β-胡萝卜素

β-胡萝卜素可促进铁的吸收和利用，提高血红蛋白指数。

促进钙的吸收和骨骼发育。

骨骼的发育不是简单地长大和加长，而是骨细胞不断分化、合成变成新的形状。

β-胡萝卜素能保持成骨细胞和破骨细胞的平衡，保证骨骼正常生长，保持视网膜细胞光敏性，增强视力，防治夜肓症。

维持皮肤和眼、呼吸道、消化道、尿道和生殖系统的上皮组织的完整、健全，防御细菌、病毒的侵袭，刺激淋巴细胞增殖、保护T-细胞、B-细胞及吞噬细胞，防癌、抗癌，抗氧化、提高免疫力、抗衰老。

β-胡萝卜素能阻止细胞膜和脂肪的氧化，防治高血脂症，防止正常细胞的老化，提高免疫力，达到防衰老的目的。

2.6亚油酸

螺旋藻含有丰富的亚油酸，这亚油酸是人体不能合成，必须每天补充的不饱和脂肪酸、亚油酸与其他脂溶性维生素共同作用下，有明显的抗癌作用，能明显抑制淋巴癌、腹水癌、乳腺癌的生长。

2.7多糖

多糖具有增强骨髓细胞增殖活力、促进DNA修复合成作用，有良好抗辐射功能和降低放疗、化疗副作用，对电离辐射损伤具有明显的防护效果。

能使受辐射试验的小鼠存活率提高63%，对移植性和体内癌细胞有明显抑制作用。

螺旋藻多糖能提高机体非特异性的细胞免疫功能，而且能促进机体转异性体液免疫功能，提高低御病菌、病毒入侵的能力。

能促进胸腺、脾腺等免疫器官生长，促进免疫血清蛋白合成，消除免疫抑制剂对免疫系统的抑制作用。

2.8多胺

螺旋藻多胺有增强体内免疫监视功能的作用。

能增强细胞中酶的活性，保证DNA的正常转录和翻译，防止细胞发生突变癌变。

修补变异、损伤的细胞，使染色体恢复正常。

促进免疫细胞的复制，维护其正常功能，激活其活性、杀灭癌细胞。

调节胆固醇浓度，提高高密度脂蛋白，降低低密度脂蛋白，预防血管硬化

2.9叶绿素

螺旋藻所含的叶绿素是叶绿素a，占其干重的1.1%，是其它植物的2~3倍，一般绿色食品含叶绿素b（叶绿素b没有补血作用），螺旋藻叶绿素a和动物血色素都属于卟啉色素，结构相似。

人体摄入叶绿素a后可立即转化为血色素，提高血红蛋白的合成，能防治缺铁性贫血。

螺旋藻叶绿素能恢复细胞活性，抑制创口细菌生长，促进肉芽组织形成，使创口收敛干燥，促进创伤、溃疡组织的愈合，对外伤、胃及十二指肠溃疡和胃炎有良好疗效。

2.10硫酸脂

螺旋藻中含有一种糖脂，这种糖脂中40%是硫酸脂。

美国哈佛医学院和日本国立防癌协会（CNI）证实，硫酸脂是非常有价值的抗艾滋病病毒的物质。

2.11SOD

SOD中文名称叫超氧化物岐化酶，是抗氧化、抗衰老的营养素和药品。

这种活性酶是自由基的克星。

人体中有一种超氧化阴离子自由基——O2，它具有细胞毒性。

它攻击体内脂质，使其氧化；攻击淋巴细胞，降低人体免疫力；攻击正常细胞的细胞膜，使其衰老崩溃而引起炎症、肿瘤、引起自身免疫性疾病，使人体加速衰老。

SOD能使自由基发生岐化反应，变成对人体无害的分子氧与过氧化氢。

是重要的细胞保卫酶，具有抗解毒功能，促进组织细胞生长和代谢，是提高免疫力，抗肿瘤、延缓衰老的重要物质。

2.12铁

很多植物含有铁，但由于结构问题，很难被人体吸收。

螺旋藻含有丰富的铁，并且是以铁氧还原蛋白——卟啉铁的形式存在，易于被人体吸收。

其吸收率比通常的补血剂高60%。

2.13螺旋藻多糖SP-1

从螺旋藻中可以分离出一种水溶性多糖——螺旋藻多糖（SP-1），它有很强的生物活性，是螺旋藻体碳水化合物存在的主要形式，其中每100g含量为2~4g由D-甘露糖、D-葡萄糖、D-半乳糖和葡萄糖醛酸组成。

动物试验表明它能提高机体免疫力，抑制癌细胞的增殖，作为天然营养的食用色素藻蓝素在螺旋藻中的含量异常丰富，1g螺旋藻中含有170mg藻蓝素[17]，为普通蔬菜含量的10倍以上，它可以通过刺激免疫系统提高机体免疫力，并具有抗肿瘤的功效。

3螺旋藻的医疗保健功效

美国、日本和法国的科学家经过多次临床实验证实螺旋藻对许多疾病具有预防作用，而又没有任何副作用，这与螺旋藻所含的多种活性成分是分不开的。

据李志勇等1997年《功能性螺旋藻保健品的研制与开发》，见表3。

此外，丰富的维生素A和不饱和脂肪酸具有抗衰老和美容的作用，螺旋藻多糖具有抗辐射功能，β-胡萝卜素可转化为维生素A对人的视觉有保护作用，对青光眼、白内障有一定效果。

螺旋藻可加速伤口的愈合与病人的康复，对于便秘、暗疮、脱发、慢性胰腺炎、缺锌症、溃疡、机能代谢减弱、组织增生、角化等有辅助疗效。

由此可见，螺旋藻具有极高的医疗保健功能。

另有研究表明，螺旋藻具有较强的富集能力，富集了某些特殊微量元素的螺旋藻在保留原来所有营养及活性成分的基础上，更加提高了营养及医疗保健价值。

李志勇等于1997年《功能性螺旋藻保健品的研制与开发》中指出，螺旋藻对其富集的锗和硒的有机化程度为94.8%和93.5%，干燥螺旋藻中有机锗和有机硒的含量分别为0.75mg/g和0.35mg/g（干重）。

王翠红等于2000年《钝顶螺旋藻的培养及生物学特性的研究》中研究了螺旋藻对钙、锌、铁、碘等微量元素的吸收情况，表明钝顶螺旋藻对微量元素具有较强的富集作用（富集了有机锗和硒的螺旋藻，集三者的优点和功能于一体，抑癌抗癌、防老抗衰，可提高机体免疫力清除人体过剩氧自由基）。

此外，亦有富锌、富铁螺旋藻培养的报道，富集了微量元素的螺旋藻可用来制成药品，保健食品，营养滋补剂，各种食品及饲料添加剂等。

表3螺旋藻对某些疾病的预防机理

Tab.1Thedefendmechanismforsomediseasesofspirulina

病例

作用机理

糖尿病

高血压、心脏病

贫血病

肝病

肾脏病

风湿病

癌症

艾滋病

骨质疏松症

螺旋藻为营养碱性食品，既可增加营养又可改善酸性体质，调整新陈代谢活动，消化率高达95%。

螺旋藻可降低人体所含的胆因醇"且钾的含量远高于钠，另外，丰富的叶绿素可改善血红素水平，提高血液循环统的功能。

螺旋藻含丰富的铁质和叶绿素。

螺旋藻能为患者提供高蛋白质和维生素"从而使病人尽快好转。

不少金属与药物都对肾脏有毒宣战作用，螺旋藻可以清除由重金属

以及药物引起的肾毒素，起清洁肾脏的作用。

螺旋藻所含的Y-次亚麻油酸（GLA）对于风湿性关节炎很人帮助。

含丰富的天然β-胡萝卜素，以及其他植物罕有的藻青素，因此对各种癌症具有抑制作用。

螺旋藻含有一种糖脂质的硫酸指，美国国家癌症组织（NCI）经动物

实验证明具有的艾滋病的作用。

含丰富钙质的螺旋藻，可起到补钙的作用。

3.1提高机体免疫力

螺旋藻中含有的水溶性多糖即螺旋藻多糖，具有很强的生物活性，对螺旋藻多糖的研究主要集中在其免疫能力上。

其作用机理与其能增强骨髓细胞增殖能力，促进免疫器官的生长和促进血清蛋白的生物合成有关。

张正玉[18]等人通过实验证明了螺旋藻在治疗老年慢性乙型肝炎时，具有较好的免疫功能的作用。

此结论在何连福等人的实验中得到了证实，并在与转移因子的联合作用下，螺旋藻不仅能改善了机体的营养状况，显著降低抗结核药物不良反应的发生率，而且协同转移因子增强患者的细胞免疫能力，提高治愈率。

有实验表明了螺旋藻可以提高机体免疫力，即：

给予小鼠不同剂量的螺旋藻片30天后，各剂量组小鼠体重增长与对照组相比，无显著性差异（P>0.05）；小鼠的足跖肿胀度，各剂量组与对照组比较，无显著性差异（P>0.05）；小鼠淋巴细胞增殖能力，高剂量组与对照组比较，有显著性差异（P<0.01）；小鼠抗体生成细胞数，高剂量组与对照组比较，有显著性差异（P<0.01）；血清溶血素产生，中、高剂量组与对照组比较，均有显著性差异（P<0.01）；小鼠腹腔巨噬细胞吞噬鸡红细胞的能力，中、高剂量组与对照组比较均有显著性差异（P<0.01）。

小鼠碳廓清吞噬指数，高剂量组与对照组比较，有显著性差异（P<0.05）。

实验研究结果证实螺旋藻片具有增强免疫功能的作用[19]。

3.2延缓机体老化

古今中外关于衰老的学说大约300多种，比较公认的是自由基学说、内分泌功能减退学说和免疫功能下降学说。

自由基学说的机理是自由基与机体内细胞膜的不饱和脂肪酸发生脂质过氧化反应，其中间产物自由基和最终分解产物丙二醛（MDA）的蓄积可造成机体细胞的损伤和功能异常。

随着年龄的增长，机体对自由基的清除能力降低，衰老的标志物——脂质过氧化物（LPO）生成增加，LPO促成动脉粥样硬化，生成难溶的无生理活性的脂褐素，沉积于细胞内，使细胞功能老化[20,21]。

螺旋藻含有丰富的维生素E、β-胡萝卜素、硒等，这些物质都是很好的抗氧化剂，能有效地清除体内自由基，抑制脂质过氧化反应，有效抑制LPO的生成，防止细胞的破坏，延缓机体衰老。

3.3抗氧化、抗辐射作用

关于藻蓝蛋白的抗辐射作用，张成武等研究发现，给予小鼠受致死剂量60Co，γ-射线照射前5d，每天注射藻蓝蛋白50mgPkg，可比对照组小鼠提高存活率约28%，并发现藻蓝蛋白可以刺激照射后的小鼠粒单系祖细胞和造血干细胞的形成，增加骨髓有核细胞的数量，增加小鼠外周血细胞的总数，但对外周血红细胞数和血红蛋白量无显著影响。

对于其抗辐射作用，国内郭宝江认为与藻蓝蛋白对DNA损伤的修复作用有关。

此种作用主要表现为对自由基（如O2-和OH-等）的清除作用上。

3.4抗癌作用

螺旋藻多糖对乳腺癌细胞、白血病细胞都有明显的抑制作用，具有明显提高荷瘤小鼠胸腺指数和脾脏指数作用。

口服螺旋藻多糖还能提升和恢复因使用环磷酰胺所致动物外周白细胞降低作用。

Schwartz在DMABA诱导仓小鼠口腔粘膜癌变部位局部注射或涂抹螺旋藻提取液，结果表明癌变在数量和外观上均有明显减少和退变，甚至完全消失。

丁守怡等研究螺旋藻多糖对人宫颈癌Hela细胞体外生长影响时发现，随着螺旋藻多糖浓度增加，培养时间的延长，细胞存活率逐渐降低，抑制率逐渐增高。

可见，在癌前病变转化为癌变的过程中，螺旋藻能抑制癌细胞的生长，从而起到抗癌防癌作用。

3.5防止贫血作用

螺旋藻中的铁含量高达190mg/kg~550mg/kg，是菠菜的23倍，并以铁氧蛋白的形式存在，容易消化吸收，常食用可有效防治缺铁性贫血。

另外，螺旋藻中丰富的叶绿素含量更加保证了铁的有效吸收。

机体摄人叶绿素后就很快转化为血红素，从而改善血液循环，这对于心脏病、高血压、心血管系统疾病的治疗都很有利。

3.6其它功效

螺旋藻中丰富的不饱和脂肪酸有助于脂肪代谢，可与食物中的胆固醇在人体中形成易于流动和转运的胆固醇酯，减少胆固醇在血管内膜上沉积，还可促进胆固醇转化为胆碱，从而能预防老年人心血管疾病的发生。

螺旋藻的营养组成符合糖尿病患者的饮食要求，即低糖、低脂肪、高蛋白、高维生素，故对糖尿病有较为明显的疗效。

从螺旋藻中分离得到的硫酸化多糖有抗HIV-l和HSV-1病毒的作用。

另外，螺旋藻中含有促进乳酸菌等有益菌群的有益因子，可以改善消化道的吸收能力。

4螺旋藻的发展前景

随着社会的进步和人们生活水平的提高，食品营养意识的加强和医药科学的发展，在不久的将来，以螺旋藻为原料的大众食品将源源不断地出现。

螺旋藻作为一种低脂、高蛋白、高生物活性的营养食品，已经引起了世界许多国家的关注，并掀起了开发热潮。

目前国内外对螺旋藻的开发利用主要集中在营养食品、保健药物、化妆品及珍稀动物饲料等4个领域。

国内外最新的研究进展表明，螺旋藻富含各种营养成分是一种优质的绿色饲料来源，因此，螺旋藻除了在营养食品方面潜力很大，在饲料、添加剂方面也有诱人的发展前景。

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