螺旋藻---------人类二十世纪重要发现金陵女子学院食品科学与工程16070220----------引言世界对螺旋藻的评价人类二十世纪两大重要发现:原子能和螺旋藻,而后者的作用远远大于前者。
[法国克里门特博士]二十一世纪最理想的食品[联合国粮农组织]人类新世纪最佳保健品[世界卫生组织]明天最理想最完美的食品[联合国教科文组织]完全根除儿童营养不良[国际儿童塞金会组织]21世纪最理想的营养源[联合国世界食品协会]未来的超级营养食品[国际微生物蛋白质会议]超级营养食品[联合国世界粮农会议」新资源营养食品[中国国家卫生部]国家级星火项目[中国国家科委]最佳蛋白质来源[美国食品和药品管理局]优质健康食品[日本保健食品协会]既然世界对螺旋藻评价如此之高,下面对螺旋藻进行更深入的了解----------基础篇分类螺旋藻(Spirulina)分类学上属于蓝藻门、蓝藻纲、颤藻目、颤藻科,革兰氏阴性菌,是一种古老的低等原核单细胞水生植物,也称浮游性原始藻类植物。
螺旋藻只是其中的一个"属",约有36-38种,其中多数为淡水种类,仅有4 种分布在海洋中。
它们与细菌一样,细胞内没有真正的细胞核,所以又称蓝细菌。
蓝藻的细胞结构原始,且非常简单,是地球上最早出现的光合生物,在这个星球上已生存了35亿年。
它生长于水体中,在显微镜下可见其形态为螺旋丝状,故而得名。
据藻类学分类,螺旋藻这个属已发现而有记载的计35 种,其中钝顶螺旋藻(Spirulina platensis) 和极大螺旋藻(Spirulina maxima) 是最具有开发价值的品种分布状况螺旋藻在许多热带湖泊、池塘中广泛分布,但生物量很少,不形成水华。
它们只有在热带盐碱湖泊中大量繁殖,在某些苏打湖,或者全年某几个月里几乎成为这些湖泊唯一的藻类物种。
这些湖泊主要分布在东非(乍得)、东非大裂谷地区、墨西哥以及印度南部。
这些地区气温高、干燥少雨(非洲),或温暖潮湿、雨量充沛(印度)适宜的水质和水温对它们的生长繁殖极为有利。
在中国丽江程海湖是世界三大、中国唯一出产天然螺旋藻的地区,此外国内各地区的螺旋藻都是人工养殖的,而且生产的质量也参差不齐。
形态、大小螺旋藻是由几个短圆柱状的细胞,好像纵连成一条线的东西,我们稍之为线状体。
但是,它并不是直线状。
放大的图片显示,好像软木塞螺旋锥似的,是具有规律的螺旋状。
螺旋宽约26~36μm,螺距43~57μm,成熟的螺旋藻约有4~8旋。
螺旋藻的线状体之大小,因种类的不同而有所差异,大型者长约300—500微米(0.3—0.5毫米),粗约为10微米左右。
与约5微米球形的单细胞绿球藻相比,即可知道螺旋藻是多么的巨大了。
在这样的[微细藻类]之中,螺旋藻算是大型的藻类,但用肉眼是观察不到藻体的,一般在显微镜下也须放大20—30倍才看得清(国际自然医学学会会长森下敬一)图 1-1 :在光镜下放大 40 倍,可明显看到单独分离的藻丝,轮廓呈螺旋状,测微数据:螺旋宽R=26~36 μ m ,螺距:43~57 μ m ,螺旋数 4~8 个不等,藻丝长200~400 μ m 。
图1-2 :在光镜下放大400 倍( 油镜) ,可清晰看到多个单细胞串联成螺旋样丝状的整体,细胞膜间隔分明,胞浆中无完整的细胞核,有多个色素囊聚集成群,类似胞核,故与真核细胞有别,称为原核细胞。
图 1-3 :在透射电镜下放大 5000 倍,观察螺旋藻细胞内的细胞器亚微结构生长条件这种古老的海洋生物,喜高温(25℃—36℃)、高碱(PH9-11)的生长环境,许多生物、细菌在这种环境中难以生存,而螺旋藻却能生长繁殖。
螺旋藻对生长环境有着极为苛刻的要求,螺旋藻要想在自然环境下生长,必须同时具备三个条件,即,必须是热带或压热带气温、必须有充分的日照、也必须是碱性水域(PH值为9.5-10的碱性环境)三个条件同时具备才能自然繁殖。
营养和药用功效〔‘1一9’〕螺旋藻含有丰富的营养成分, 蛋白质含量高达60%一70%是大豆的2.5倍, 鱼肉、牛肉3的倍,但不含胆固醉。
见表1-1螺旋藻含人体必需的8种氨基酸, 完全符合联合国粮农机构(FAO)所制定的理想氨基酸组成标准。
螺旋藻多糖是主要的生理活性成分之一。
临床医学试验表明:螺旋藻多糖促进的修复合成, 可显著提高细胞超氧化物岐化酶的活力具有抗辐射、抗突变的功能, 且能调解和提高机体免疫力、促抗体产生和增强机体抗病能力之功效。
螺旋藻中的脂肪酸主要是不饱和脂肪酸、亚麻酸和γ一亚麻酸。
不饱和脂肪酸主要功能是降低人体血浆的胆固醇水平。
γ一亚麻酸的效果更加显著。
研究表明γ一亚麻酸能抑制癌细胞的增殖, 有助于治疗关节炎、心脏病、肥胖症、锌缺乏症等。
螺旋藻含多种维生素、VA、VB1 VB2 VB6 VB12泛酸烟酸、VC、VE等。
其中一胡萝卜素、VE、VA及微量元素硒、锗均是抗氧化剂, 可有效清除体内自由基, 保护组织细胞, 延缓机体衰老口一胡萝卜素被称为“抗癌之神”。
研究表明它对保护视力、治疗白内障、青光眼有一定的疗效。
螺旋藻藻蓝蛋白是螺旋藻中的特有成分, 是一般蛋白质所不具有的活性物质。
除了是一种美丽的纯天然蓝色色素之外, 广泛应用于食品、化妆品中, 具有提高机体免疫力和抗艾滋病的功效。
含多种矿物质钾、钙、铁、磷、锌、镁、铬。
镁、铬与糖尿病有直接关系。
螺旋藻中含大量叶绿素(镁化合物)和VB6,可有效地促进人体内胰岛素的分泌, 使糖尿病好转。
铬能促进糖类和蛋白质的代谢螺旋藻中微量元素硒及有机锗的存在, 在营养学中具更大意义。
对人体因缺乏上述元素引起的一系列病变有一定的预防和辅助治疗作用。
这些元素在螺旋藻体内是以天然鳌合状态存在的, 与人工合成的补剂相比, 容易被人体吸收和利用。
理论研究价值(1)螺旋藻降低胆固醇日本TOKAI大学内科做了如下实验:30个高胆固醇、轻度高血脂的男性雇员,分为两组,A组每天吃螺旋藻4.2克(约8片),持续8周,总血清胆固醇在4周内从244降至233,降幅达4.5%。
B组吃了4周便停止了,总血清胆固醇降低,后恢复到最初的水平。
研究人员发现:LDL胆固醇在4周内显著降低达6.1%,原来高胆固醇水平的人,血清胆固醇降幅更大。
西德的研究人员早就发现服用螺旋藻减肥期间,胆固醇降低,日本的研究则揭示在胆固醇降低的同时,并无体重减轻,即胆固醇降低与体重减轻无关。
(2)β-胡萝卜素降低种种癌症风险超过100例的动物实验已经证实:维生素A和β-胡萝卜素能抑制各种肿瘤的发展。
许多人类流行病学的研究揭示,高维生素A摄入与癌症风险降低相关。
1976—1986年至少有15例研究显示,β—胡萝卜素和维生素A与降低肺癌事故相关联。
由于螺旋藻是含β-胡萝卜素最丰富的天然食物,现已对它进行抗癌效果试验。
哈佛大学牙科学院,重点研究β—胡萝卜素溶液用于仓鼠口腔癌变肿瘤,可使其数量和大小减少或使其消失。
在第二个试验中,当用螺旋藻β—胡罗卜素提取液饲喂20只仓鼠,以预防其发生口腔癌,结果一只也未患癌。
对照组20只仓鼠没有饲喂螺旋藻提取液,都出现了口腔癌。
从饲喂组口腔表皮取样发现其含有免疫活性物质,据认为是它们在癌细胞扩散之前就将其消来了。
(3)螺旋藻建造健康的乳酸杆菌群肠内健康的乳酸杆菌为人类带来了3个好处:消化吸收更好,免受传染,增强免疫系统活力。
而螺旋藻能建造乳酸杆菌群。
日本的研究结果认为:喂饲螺旋藻的老鼠,体内乳酸杆菌含量对比照组增加了3倍。
在老鼠饮食中加5%的螺旋藻,饲喂100天,结果为:1盲肠的重量增加了13%;2 乳酸杆菌增加327%;3盲肠内维生素B1增加43%。
螺旋藻没提供这额外的维生素B1,而是改善了整个维生素B1的吸收。
此项试验揭示:食用螺旋藻使人体内的乳酸杆菌增多,并使人体从整个饮食中吸收维生素B1和其他维生素的效率提高。
所有这些,对爱滋病似有帮助。
一些爱滋病研究者相信,体内不能吸收营养(吸收不好或营养不良)能导致严重的免疫缺损,而且,乳酸杆菌缺乏会导致传染病流行。
在爱滋病人中,营养吸收不良与“存在感染机会”连在一起,会出现爱滋病的全面发展。
为了阻止爱滋病加重,建议以营养补充并消除人体吸收不良为基础,辅以补充乳酸杆菌以保持适宜的内部菌群,并防止感染。
(4)螺旋藻减轻汞及药物对肾的毒性日本进行下述研究:螺旋藻减轻了实验室老鼠汞和药物的肾中毒。
科学家测定了两个指标:肾的毒性血液尿氮(BUM)和血清肌酸。
当老鼠饮食中添加30%的螺旋藻后,BUN和血清肌酸水平大幅下降。
在给老鼠注射配制好的高浓度有机汞药物后,BUN增加310%,血清肌酸增高198%;喂食螺旋藻后,BUN下降20%,血清肌酸降低157%,有两例降至最初水平。
在给老鼠用了普通药物后,也能观察到类似现象,如镇痛剂、抗生素、抗癌药等。
这一研究表明:螺旋藻对人类免受重金属毒害有益处。
(5)r-亚麻酸(GLA)与前列腺素刺激作用GLA是一种身体必需脂肪酸,是体内能控制多种基本功能的重要激素--前列腺素的(PGE1)的前体。
前列腺素PGE1参与体内多种基本生理过程,包括:调节血压、胆固醇合成、炎症及细胞增生等。
多例研究结果表明:GLA(及其衍生物质PGE1)缺乏症状可以包括在许多退化性疾病和其他健康问题中。
临床研究显示,饮食中摄入GLA对关节炎、心脏疾病、肥胖症和锌缺乏有所帮助;据研究酒精中毒、老年综合症、精神狂躁----忧郁病等也部分地与GLA缺乏有关。
(6)藻兰蛋白(phyeoeyanin)对免疫系统的作用据日本研究,藻兰蛋白提取出来后,让患有肺癌的老鼠咽下。
处理组(咽过藻兰蛋白)的存活率显著高于对照组(未服藻兰蛋白)。
6周后,处理组存活90%,对照组仅存活25%,8周后,处理组还有25%活着,而对照组无一幸存。
可见,食用藻兰蛋白可提高患癌症的动物的存活率。
在另一试验中,两周后处理组的白细胞(淋巴细胞)活动高于对照组,高于或等于没患癌症的普通组。
这表明藻兰蛋白能提高淋巴细胞活性。
淋巴系统的一般功能是保持机体组织的健康,保护其不受癌症、溃疡、血栓和别的疾病的侵袭。
可见,藻兰蛋白不仅能在局部对付癌症,还能通过淋巴系统全面增强机体的抵抗力。
一位日本病人认为,每天服用藻兰蛋白制剂0.25-2.5克(1.7-17克螺旋藻),能防癌或抑制癌症发展。
(7)提高铁的生物有效性和调理贫血症。
由于螺旋藻以含铁量高著称,因此与一般补铁物质——硫酸铁做一对比,喂食螺旋藻的老鼠铁的吸收量比喂硫酸铁高60%,这表明螺旋藻中的铁有效性更高。
早些时候的研究也证实它在老鼠贫血症的调理中很有效。
另一项在日本进行的试验是,对8名青年妇女较长期限制她们的饮食,显现次长期贫血症——血红蛋白低于正常水平。
然后在每顿饭后食用4克螺旋藻,服用80天后,血红蛋白提高21%,从10.9上升为13.2,不再贫血。