螺旋藻归属于蓝藻门、蓝藻纲、段殖体目、颤藻科、螺旋藻属，是一种细胞生理结果类似于细菌的藻类植物。已发现的螺旋藻有36种，多数为淡水种，只有4种分布在海洋中。目前人工养殖的螺旋藻主要有两种，极大螺旋藻和钝顶螺旋藻，而我国主要养殖的是钝顶螺旋藻。本文将较为系统地介绍螺旋藻对人和动物的主要营养成分、生理活性物质及主要营养评价，也将报道螺旋藻的开发现状及用作动物饲料或饲料添加剂的可行性和开发前景。
1 螺旋藻的主要营养成分和生理活性物质
目前国内外养殖的螺旋藻主要有极大螺旋藻和钝顶螺旋藻，其外观形态基本相似，但其所含的营养成分和生理活性物质则随种类和养殖条件的不同而略有差异。现将螺旋藻中含有的主要营养成分和生理活性物质大致归述如下。
1.1 蛋白质和氨基酸
螺旋藻中蛋白质的含量高达67%～72%，是普通小球藻的1.4倍、大豆的1.7倍、猪肉的7.0倍、牛肉的3.3倍、鸡肉的3.1倍、鱼肉的3.7倍、全脂奶粉的2.9倍和蛋类的4.6倍，其蛋白质含量之高是迄今为止所有动植物性食品或饲料所罕见的，其中水溶性蛋白质的含量也特别高，约占藻体总量的65%。螺旋藻中蛋白质的另一个显著特点是含有多种具有重要生理功能的酶，例如超氧化歧化酶(S0D)，每克鲜千螺旋藻中含有1000单位～3750单位，核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸 (DNA)分别为藻体总量的3.5%和1.0%。螺旋藻中含有18种以上的氨基酸，因其种类及产地等的不同，目前国内外报道的各种氨基酸含量不尽相同，为更能说明我国人工养殖的螺旋藻中氨基酸含量情况，这里选用程双奇(1990)等人采用该校螺旋藻养殖基地生产的螺旋藻样品的实际测定结果(见表1)。其中人和动物必需的氨基酸(见表2)不仅种类齐全，含量也相当丰富，尤其是人体限制性氨基酸赖氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸，以及动物限制性氨基酸赖氨酸、色氨酸及苏氨酸等的含量也都十分突出。由此可见，螺旋藻对于人和动物都是不可多得的蛋白质及氨基酸的宝贵资源。
表1 螺旋藻中的氨基酸组分及含量(占干藻)%
氨基酸 含量 氨基酸 含量
赖氨酸 4.17 丙氨酸 5.14
组氨酸 1.38 半胱氨酸 微量
精氨酸 .5.50 缬氨酸 4.24
天门冬氨酸 6.45 蛋氨酸 1.33
苏氨酸 3.37 异亮氨酸 3.68
丝氨酸 3.30 亮氨酸 6.13
谷安酸 10.30 酷氨酸 2.58
脯氨酸 2.83 苯丙氨酸 2.98
甘氨酸 3.75 色氨酸 0.61
1.2 维生素
螺旋藻中维生素的种类繁多，含量丰富。在每1OOg螺旋藻中含VB15.5mg，VB24.Omg，VB314.6mg，VB60.8mg，VB125.lmgo其中，VB5的含量是大豆的6.4倍。VB12是维生素中唯一的一种金属(镁)螯合物，主要来源于肉类及其制品，天然存在的VB12由微生物产生，天然植物中不存在VB12所以在螺旋藻中所发现的VB12应是植物中含有VB12的一个例外。在螺旋藻中VE、VC和β-胡萝卜素(VA原)也很丰富，每1OOg藻粉含VE19.0mg，VC8.Omg～10.3mg, β-胡萝卜素40Omg，其中，β-胡萝卜素大约是普通胡萝卜中含量的4倍，而VE之高已接近或超过某些植物油脂中所含有VE的含量。在螺旋藻中还含有叶酸、泛酸(即VB3)钙和肌醇。此外，每100g螺旋藻中含生物素5μg。
1.3 脂肪酸
螺旋藻中大约含有11种脂肪酸，有不饱和脂肪酸亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸，其中γ-亚麻酸和双圆型-γ-亚麻酸是螺旋藻中脂肪酸的主要组成部分，大约占干藻总量的1.25%，占藻体中脂肪酸的20%～30%。亚油酸和亚麻酸都是人体必需脂肪酸，经人体代谢后可转化成具重要生理活性的二十碳五烯酸(DHA)和二十二碳六烯酸(EPA)和前列腺素(PGE)。亚油酸和花生四烯酸也是动物必需脂肪酸。亚麻酸虽不归属于动物必需脂肪酸，但据报道，当动物饲以高水平亚麻酸后其脂肪酸的分解率高于饲以高水平的亚油酸，这说明饲用亚麻酸更有利于动物对脂肪的分解、吸收和利用，这是由于这两种不饱和脂肪酸为延长其链长度，以及改变各自的饱和链以形成花生四烯酸因而争夺共同所需酶的缘故。
1.4 矿物质
螺旋藻中含有丰富的人及动物必需的常量元素和微量元素，其总量约占藻体的9%。主要常量元素有磷、钾、钙、镁和氯，其中钾和磷的含量最高。微量元素有铁、钻、镍、铬、铜、锰、锌和硒。除镍为动物非必需微量元素之外，余者都是人和动物的必需微量元素。在螺旋藻中铁的含量相当丰富，每100g干藻中含铁93.1mg,不仅含量高，而且是与蛋白质和藻蓝素螯合形成的有机铁，因而有利于人和动物的吸收利用。此外，螺旋藻具有富集硒、锌和碘的能力。德国医学专家通过在培养液中增加硒和锌浓度的方法可以使螺旋藻中的硒和锌的含量提高10倍，同样也能富集碘，开发出高碘螺旋藻。
1.5 螺旋藻多糖和色素
多糖是由七个以上的一种或多种单糖通过糖苷链键合成的大分子化合物。螺旋藻多糖是由30.9%的D-甘露糖、29.8%的D-葡萄糖、22·9%的D-半乳糖和16.5%的葡萄糖醛酸所组成，红外光谱和′H核磁共振光谱分析证实，螺旋藻多糖是一种α型多糖。螺旋藻多糖是螺旋藻体中碳水化合物的主要存在形式，其量高达14%～16%。螺旋藻中的植物性淀粉很少，主要是动物淀粉性多糖类。由于螺旋藻的细胞壁主要由多糖所构成，这是螺旋藻与绿藻门、绿藻纲，其细胞外壁由坚韧的纤维素所组成的真核生物小球藻有重大差异的地方。螺旋藻与小球藻除内含营养成分和生理活性物质多寡有很大差异外，由于多糖的可溶性和纤维外壁的难溶性使得其作为食品或动物饲料时有着很大的差异。此外，在蓝藻细胞的原生质中含有多种色素，有叶绿素α、β-胡萝卜素、蓝藻黄素和蓝藻叶黄素等。其中叶绿素α是最丰富的色素，其含量约占藻体的1.1%。另外还有两种具重要生理功能的蓝藻型色素，即蓝藻藻蓝蛋白和蓝藻藻红蛋白，前者是螺旋藻体中的主要附属色素，它使藻体产生蓝绿色。
1.6 螺旋藻活性物质(SP·P)
据报道，螺旋藻中含有抑制癌症及可杀伤癌细胞的螺旋藻活性物质(SP.P)。
总之，螺旋藻体中的营养素和生理活性物质种类之多，其量之丰是其它动植性食品或饲料所无法媲美的。
2 螺旋藻的主要生理功能与营养评价
2.1 平衡营养，提高机体免疫力
螺旋藻中含有大量动物必需的营养成分和生理活性物质，并且由于其细胞壁由多糖组成，不含纤维素，可吸收利用率最高可达94%～95%，无疑对于补充和平衡动物的营养，增强体质，提高机体免疫力具有实际意义。据报道，螺旋藻体中的藻蓝蛋白、β-胡萝卜素和螺旋藻多糖均具有直接调节和激活免疫反应的生理活性。刘力生等人用经纯化的螺旋藻多糖150mg/kg～300mg/kg，以注射和口服两种方式对小白鼠进行试验，结果发现螺旋藻多糖能提高小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬指数，增加外周血液中T淋巴细胞的百分数和血清溶血素的含量，说明螺旋藻多糖不仅能提高人和动物机体非特异性的体液免疫功能，而且能够促进机体特异性的体液免疫功能，其机理可能与螺旋藻多糖能增强骨髓细胞增殖能力，促进胸腺、脾脏等免疫器官的生长及促进血清蛋白的生物合成有关，同时还与螺旋藻能够消除免疫抑制剂环磷酰胺对机体免疫系统的抑制作用有关。
2.2 补充氨基酸，改善氮平衡
螺旋藻体中氨基酸的含量丰富，种类齐全，组成均衡，不仅可以有效地补充动物对氨基酸的需求，而且能够很好改善动物体内的氮平衡。为便于比较,现将表1中动物的必需氨基酸按螺旋藻体中的含量、玉米加豆饼类(猪)饲料中的含量、FAO/WHO推荐标准及动物(以猪为例)需要量等列于表2中。
表2 螺旋藻、玉米豆饼类饮料的必需氨基酸含量及FAO/WHO推荐标准和动物(猪)需要量 %
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