小球藻的應(yīng)用研究進(jìn)展

楊景雅 王 珊 金 天 趙光程

(云南大學(xué) 云南 昆明 650000)

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小球藻的應(yīng)用研究進(jìn)展

楊景雅 王 珊 金 天 趙光程

(云南大學(xué) 云南 昆明 650000)

綠藻門(mén)共約6,700多種，綠藻多見(jiàn)于淡水，常附著于沉水的巖石和木頭，或漂浮在死水表面；也有生活于土壤或海水中的種類，浮游種類是水生動(dòng)物的食物或氧的來(lái)源。在綠藻門(mén)的眾多分類中，目前研究最熱門(mén)的當(dāng)屬有著綠藻中的黃金之稱的小球藻。小球藻(Chlorella)是一類普生性單細(xì)胞綠藻，屬于綠藻門(mén)、綠藻綱、小球藻屬[1]。目前世界上已知的小球藻約10種，加上其變種可達(dá)數(shù)百種之多。小球藻生息在淡水中，它借助陽(yáng)光、水和二氧化碳，以每隔20小時(shí)分裂出4個(gè)細(xì)胞的旺盛繁殖能力，不停地將太陽(yáng)能量轉(zhuǎn)化生成蘊(yùn)涵多種營(yíng)養(yǎng)成分的藻體，并在增值中釋放出大量的氧氣；而它的光合能力高于其他植物10倍以上。

其應(yīng)用價(jià)值很高。我國(guó)常見(jiàn)的種類有蛋白核小球藻、橢圓小球藻、普通小球藻等，其中蛋白核小球藻蛋白質(zhì)含量高，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最高。已有研究表明，小球藻含豐富的蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、多糖、食用纖維、維生素、微量元素和活性代謝產(chǎn)物，其多糖及糖蛋白已被國(guó)外學(xué)者證明具有抗腫瘤活性、抗病原菌、抗病毒感染及增強(qiáng)免疫力等活性，正成為近些年來(lái)研究的熱點(diǎn)。目前小球藻已廣泛應(yīng)用于食品添加劑、動(dòng)物飼料、美容以及醫(yī)藥保健等領(lǐng)域，尤其是美國(guó)和日本將其作為優(yōu)良食品和動(dòng)物飼料添加劑已有30多年的歷史。近年來(lái)我國(guó)也開(kāi)始重視小球藻的開(kāi)發(fā)利用，雖并不成熟。

一、小球藻的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

(一)蛋白質(zhì)及氨基酸

小球藻蛋白質(zhì)含量很高，是一種品質(zhì)優(yōu)良的植物蛋白源。分析表明，小球藻粉中蛋白質(zhì)含量可達(dá)63.36%～63.98%，優(yōu)于其他植物性蛋白源，接近魚(yú)粉及啤酒酵母的蛋白質(zhì)水平，這比大豆粗蛋白的含量還要高[2]。研究表明，小球藻含有18種氨基酸，其中包括8種人體必需氨基酸。以谷氨酸、天冬氨酸、亮氨酸含量較高，胱氨酸含量較低。氨基酸總量(TAA)達(dá)到55.95%，其中必需氨基酸含量(EAA)達(dá)23.35%。

(二)多糖

多糖是一種廣泛存在于動(dòng)物細(xì)胞膜、植物及微生物細(xì)胞壁的生物大分子物質(zhì)，是生命組成的4大基本物質(zhì)之一。小球藻多糖具有增強(qiáng)免疫活性的功能。小球藻這一營(yíng)養(yǎng)成分的特殊功能使其在醫(yī)療保健領(lǐng)域得到應(yīng)用。球藻糖蛋白中主要含葡萄糖、半乳糖、鼠李糖，它們的比例為7.3:1.97:1。另外還含有少量的阿拉伯糖、木糖和甘露糖。

(三)脂肪酸

脂肪的主要功能是組成生物膜、提供能量、作為脂溶性物質(zhì)的媒介。對(duì)異養(yǎng)蛋白核小球藻進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)成分分析，結(jié)果表明異養(yǎng)蛋白核小球藻粉中不飽和脂肪酸的比例高達(dá)77.24%，而且鏈長(zhǎng)集中在C16～C18，其中必需脂肪酸亞油酸和α-亞麻酸含量分別為47.17%和13.03%，這其他食品中是很少見(jiàn)的。因此，小球藻的這些營(yíng)養(yǎng)要素使其具備了特殊的保健功能。

(四)其他

小球藻還含有豐富的維生素、礦物質(zhì)，20g小球藻粉所含的維生素、礦物質(zhì)大約相當(dāng)于1kg普通蔬菜的含量；其中微量元素鐵、鋅、錳的含量很高；小球藻還含有廣泛的B族維生素、VC、VK、VE和多種色素[3]。經(jīng)過(guò)分析小球藻的主要營(yíng)養(yǎng)成分，表明它是一種優(yōu)質(zhì)的綠色營(yíng)養(yǎng)源食品，其主要營(yíng)養(yǎng)成分甚至優(yōu)于某些主要食品，具有高蛋白、低脂肪、低糖、低熱量以及維生素、礦物質(zhì)元素含量豐富的優(yōu)點(diǎn)，并且具有某些特殊醫(yī)療保健功能。

二、小球藻的應(yīng)用研究進(jìn)展

(一)小球藻高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的應(yīng)用

小球藻含蛋白質(zhì)、脂多糖、肪酸、氨基酸、核酸、維生素、色素等，作為優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)，可作為輔助治療肝硬化、肝性腦病，抗疲勞的輔助外源補(bǔ)充蛋白質(zhì)。小球藻多糖具有增強(qiáng)免疫力活性的功能，因此可用于醫(yī)療保健領(lǐng)域。小球藻含有較多不飽和脂肪酸，并且是一種高蛋白低脂的優(yōu)良藻類，可作為高血壓，高血脂以及動(dòng)脈粥樣硬化等疾病患者的優(yōu)質(zhì)綠色營(yíng)養(yǎng)源食品。

(二)小球藻高能轉(zhuǎn)換的應(yīng)用

小球藻是最好的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換器之一，對(duì)太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化率為7%[4]，是當(dāng)今人們最感興趣的能源生物轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。因此小球藻的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用前景十分廣闊。生物柴油是一種以動(dòng)植物油脂為原料制備、可替代化石柴油的綠色新能源微藻是一類單細(xì)胞藻類,其在特定的條件下可大量積累油脂,而且藻油具有與一般植物油脂類似的脂肪酸結(jié)構(gòu),因此被認(rèn)為是一種具有巨大潛力的新型生物柴油油脂原料。與油料作物相比,微藻具有細(xì)胞增殖快、生產(chǎn)周期短、不受季節(jié)和土地的限制和所需的培養(yǎng)基來(lái)源豐富等優(yōu)點(diǎn)。因此,通過(guò)培養(yǎng)微藻獲取藻油對(duì)于保證油脂原料的可持續(xù)供應(yīng),促進(jìn)生物柴油的廣泛生產(chǎn)和應(yīng)用具有重要意義。

重金屬污水的排放會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境，并通過(guò)食物鏈危害人體和其他動(dòng)物，有研究表明，小球藻對(duì)銅離子和鉻離子有較強(qiáng)的吸附能力，利用微生物吸附來(lái)治理水體重金屬污染是經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便、有效可行的方法。

充分利用我國(guó)現(xiàn)有小球藻資源以及南方、西北等地區(qū)氣溫高、日照充足等優(yōu)勢(shì)條件，運(yùn)用各種先進(jìn)生物技術(shù)，大力開(kāi)發(fā)小球藻中潛在的有用物質(zhì)，使其在醫(yī)藥、食品、能源和環(huán)保等各個(gè)方面均得到充分應(yīng)用，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1]李師翁,李虎乾.植物單細(xì)胞蛋白資源:小球藻開(kāi)發(fā)利用研究的現(xiàn)狀[J].生物技術(shù),1997,7(3):45-48.

[2]楊鷺生,李國(guó)平,陳林水.蛋白核小球藻粉的蛋白質(zhì)、氨基酸含量及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)[J].亞熱帶植物科學(xué),2003,32(1):36-38.

[3]魏文志,夏文水,李湘鳴,等.小球藻糖蛋白的分離純化與性質(zhì)測(cè)定[J].食品科學(xué),2006,27(11):101-104.

[4]MERCHANT R E,ANDRE C A.A review of recent clinical trials of the nutritional supplement Chlorella pyrenoidose in the treatment of fibromyalgia,hypertension and ulcerative colitis[J].Altern Ther HealthMed,2001,7(3):79-91.

楊景雅(1994-)，女，漢，云南，研究生在讀，云南大學(xué)，研究方向：農(nóng)業(yè)。