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光語(yǔ)帶你認(rèn)識(shí)微藻

第十一篇——螺旋藻（一）

正常的，螺旋藻應(yīng)該是第一個(gè)詳細(xì)介紹的微藻種類，歷史悠久、養(yǎng)殖規(guī)模與產(chǎn)量最大、開發(fā)和應(yīng)用最廣泛，也正因?yàn)檫@樣，這篇螺旋藻真的是不好寫、寫不好、不寫又不好、寫的不好更不好?；诖耍嫌釋⒈酒L(fēng)格定為泛泛而談、避實(shí)就虛、不涉重點(diǎn)……

分割線

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1．先公式化說(shuō)說(shuō)螺旋藻基礎(chǔ)生物學(xué)

分類：螺旋藻（Spirulina），屬藍(lán)藻門，藍(lán)藻綱，顫藻科，節(jié)旋藻屬（Arthrospira）,因初期命名錯(cuò)誤，將其定為螺旋藻屬，并廣為大家接受，現(xiàn)在將錯(cuò)就錯(cuò)，都稱其為螺旋藻。常見(jiàn)的品種為鈍頂螺旋藻（Spirulina platensis）和極大螺旋藻（Spirulina maxima）（兩個(gè)種均獲批新資源食品批號(hào)）。

形態(tài)特征：藍(lán)藻類細(xì)胞無(wú)色素體，色素分布在原生質(zhì)外部，稱色素區(qū)，藍(lán)綠色。原生質(zhì)內(nèi)部無(wú)色，為中央?yún)^(qū)，類似于其它藻類的細(xì)胞核，但無(wú)核仁和核膜，稱原核植物。絲狀種類有細(xì)胞列的部分細(xì)胞從母植物體斷裂而成“藻殖段”。

繁殖方式：螺旋藻細(xì)胞行二分裂無(wú)性繁殖，繁殖結(jié)果使藻絲長(zhǎng)度迅速增加。無(wú)有性生殖。

生態(tài)條件：喜歡高溫、強(qiáng)光和堿性水。螺旋藻原生活在堿性水中，可以在淡水中培養(yǎng)，也可通過(guò)逐步馴化適應(yīng)在海水中生長(zhǎng)，直到海水鹽度達(dá)35也不產(chǎn)生藻體凝聚現(xiàn)象。

圖1.螺旋藻的生活史。螺旋藻的繁殖，開始可見(jiàn)在成熟的藻絲體中出現(xiàn)一種漸進(jìn)性變化的特化細(xì)胞(necridia)，使藻體裂散成許多雙凹面的碟狀體，漸漸地衍變?yōu)榧s含有數(shù)個(gè)單細(xì)胞連鎖性原細(xì)胞(hormogania)，這就是新生的藻絲體。在連鎖性原細(xì)胞中的單細(xì)胞失去其原附著在特化細(xì)胞上的蛋白質(zhì)，終端變園，在這初期衍變過(guò)程中，胞漿呈淡藍(lán)綠色，少見(jiàn)顆粒形成。隨著細(xì)胞分裂使藻絲體中連鎖細(xì)胞數(shù)量增加，胞漿中顆粒形成，其色彩轉(zhuǎn)呈鮮艷的藍(lán)綠色，這時(shí)藻絲延長(zhǎng)而曲卷成為典型的藻絲體。（Orio Ciferri，1983）

圖3.直線型與螺旋線細(xì)胞群體，（圖上左為直線型細(xì)胞株TBSM1-5，圖上右為螺旋型細(xì)胞株TBSHX-1，均引自http://algae-lab.com/，下圖引自http://www.spirulinaacademy.com/）

螺旋藻還有一種形態(tài)是直線型，有研究認(rèn)為是光照不夠充足導(dǎo)致細(xì)胞群變直線以便接收更多的陽(yáng)光，而光照充分則恢復(fù)為螺旋型，不過(guò)據(jù)老俞觀察，此論點(diǎn)待商榷。

2．螺旋藻的歷史

螺旋藻是跟著神話故事誕生的。

圣經(jīng)中，摩西帶領(lǐng)以色列人逃出埃及前往迦南，過(guò)紅海之后在沙漠中得到“神”幫助獲得了食物。一種說(shuō)法是在荒野中出現(xiàn)大片的“冰霜”覆蓋的藍(lán)綠色物質(zhì)，一群人互相詢問(wèn)：「Manna（這是什么）？」，摩西稱其為上帝所賜的食物。一群人食用后覺(jué)得很好入口，但是因?yàn)椴恢浪惺裁疵?，所以「Manna」這個(gè)詞就一直沿用下來(lái)。而專家們的考證，認(rèn)為「Manna」應(yīng)該是螺旋藻的一種，沙漠中的堿性湖泊生長(zhǎng)了螺旋藻，待湖水干涸之后，藻積攢在湖底表面，螺旋藻表面的鹽分析出，看起來(lái)像是一片冰霜覆蓋，食用有淡淡藻類咸味容易入口。而另一種說(shuō)法是跟外星人有關(guān)，老俞看過(guò)一個(gè)遠(yuǎn)古外星人系列視頻，其中有一集有提到神給摩西的一個(gè)機(jī)器，可以生產(chǎn)綠色的食品，專家認(rèn)為這是一種螺旋藻生產(chǎn)機(jī)，借助這機(jī)器，摩西帶領(lǐng)一幫以色列人在沙漠中生存了40年（歷史悠久的微藻光生物反應(yīng)器?。?/span>

在老俞看來(lái)，不管是上帝還是外星人，螺旋藻確實(shí)稱得上是上天賜予人類的食物。

螺旋藻進(jìn)入到文明世界是在1492年，哥倫布發(fā)現(xiàn)新大陸時(shí)，他的伙伴發(fā)現(xiàn)阿茲特克人采集湖中的青綠色藻類食用, 土著人稱之為Tecuitlatl,意思是石頭的糞便。法國(guó)醫(yī)學(xué)家克瑞琪去非洲在乍得湖附近發(fā)現(xiàn)了螺旋藻，并把它帶回去請(qǐng)巴黎大學(xué)藻類學(xué)家丹吉爾德（Dangeard）?博士研究，丹吉爾德經(jīng)過(guò)考察后，發(fā)現(xiàn)在東非大裂谷的區(qū)域有一系列的湖泊生長(zhǎng)著螺旋藻，1940年，他在一個(gè)不起眼的小雜志上發(fā)表了這個(gè)發(fā)現(xiàn)，但因二人在二戰(zhàn)中喪生，以致研究工作半途而廢。

圖6.乍得Kanembu族土著在非洲乍得湖岸附近的小水塘采收螺旋藻，做成的干藻塊稱為“Dihé”。

2O世紀(jì)5O年代及其以后，螺旋藻的研究開發(fā)有了迅速發(fā)展。1952年，華盛頓的卡內(nèi)基研究所發(fā)表了《藻類培養(yǎng)從實(shí)驗(yàn)室到中間工廠》。1962年，法國(guó)克雷曼博士，在研究由石油制取食物課題時(shí)，意外發(fā)現(xiàn)螺旋藻后，進(jìn)行了實(shí)地考察研究，取得可喜成果，并在國(guó)際會(huì)議上介紹了螺旋藻。1973年5月，法國(guó)科學(xué)家克里門特博士，在國(guó)際蛋白質(zhì)會(huì)議上向全世界宣布：“螺旋藻是人類迄今為止所發(fā)現(xiàn)的最優(yōu)秀的純天然蛋白質(zhì)食品”。同年，法國(guó)石油研究所與墨西哥Sosa Texcoco公司，合作建立了大型的培養(yǎng)池，成為世界上第一個(gè)螺旋藻生產(chǎn)工廠。1993年，首次螺旋藻世界大會(huì)在摩洛哥舉行，會(huì)議認(rèn)為螺旋藻是根除營(yíng)養(yǎng)不良、緩解糧食饑荒的最佳食物。

我國(guó)螺旋藻的研究與開發(fā)，始于20世70年代。這里也有很多故事，甚至有說(shuō)藻種是偷來(lái)的……（非洲那么多湖里都是，用得著偷么？），幾十年來(lái)在我國(guó)諸多學(xué)者及產(chǎn)業(yè)界人士的努力下，中國(guó)已經(jīng)成為世界最大的螺旋藻原料生產(chǎn)國(guó),估計(jì)產(chǎn)量約為8千噸左右,占全世界總產(chǎn)量的80%，主要生產(chǎn)省份有內(nèi)蒙、云南、江西、海南和廣西等，尤其在內(nèi)蒙古鄂爾多斯建立了全國(guó)最大的集中性螺旋藻產(chǎn)業(yè)基地，匯集了20多家企業(yè)。

圖8.位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯鄂托克旗螺旋藻產(chǎn)業(yè)園衛(wèi)星俯瞰圖，圖中黃線長(zhǎng)度約為2.8千米。

3．螺旋藻的營(yíng)養(yǎng)成分

這個(gè)內(nèi)容老俞不寫了，度娘全都能招呼下來(lái)。螺旋藻的健康功效。也是個(gè)大內(nèi)容，有本電子書，是美國(guó)螺旋藻企業(yè)Cynotech公司2009年編撰的名為“螺旋藻醫(yī)學(xué)研究”（The Medical Research of Spirulina）的科技文獻(xiàn)摘要匯集的目錄，該文匯集了與螺旋藻及螺旋藻所含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)相關(guān)的健康功效的研究報(bào)告摘要，有400多頁(yè)的內(nèi)容。匯總了螺旋藻主要健康功效的科學(xué)研究及驗(yàn)證結(jié)果，涉及與螺旋藻直接相關(guān)的研究功效有：抗氧化、消炎、免疫、化學(xué)預(yù)防、肥胖、抗病毒、貧血與血液改善、心肌保護(hù)、肝臟保護(hù)、腎臟保護(hù)、神經(jīng)保護(hù)、過(guò)敏、以及其他一些領(lǐng)域（肌肉與耐力、懷孕、胃潰瘍、蛋白吸收、白內(nèi)障、微量元素、營(yíng)養(yǎng)不良、抗抑郁、肌肉蛋白合成、關(guān)節(jié)炎，以及整體健康等）；涉及與螺旋藻所含物質(zhì)的健康功效研究有：β-胡蘿卜素（皮膚健康、免疫、化學(xué)保護(hù)、視力健康），玉米黃素（視力健康、大腦健康和肝臟保護(hù)），鐵離子（免疫、學(xué)習(xí)能力、貧血、血液改善），維生素B-12（大腦健康、精神疾病、貧血），維生素K（骨骼健康、血液改善、阿茲海默癥），超氧化物歧化酶SOD（關(guān)節(jié)炎、皮膚健康）等。有請(qǐng)大家注意的是，上述內(nèi)容具有科學(xué)研究作為依據(jù)，不是信口胡吹的廣告。

4.螺旋藻的生產(chǎn)方式

許多人，天天吃螺旋藻，可能真的不知道螺旋藻怎么養(yǎng)出來(lái)的。還有些廣告，說(shuō)自己的是天然螺旋藻，“天然”二字又怎么定義？

真正的天然，得看本篇上文提到的乍得湖畔的模式，天然生長(zhǎng)，也不投肥料，細(xì)沙過(guò)濾，太陽(yáng)干燥，這才是真正的天然螺旋藻。次一等的，例如緬甸，既可以直接在鹽堿湖中采集螺旋藻，同時(shí)在湖畔建立了養(yǎng)殖設(shè)施，部分的天然養(yǎng)殖和人工布種。

圖9.緬甸的天然螺旋藻湖泊。A．Twyn Taung火山湖，B.Twyn Ma火山湖，C. Taung Pyauk火山湖，D.Ye Kharr湖。（by Min Thein et al.）

圖10. 緬甸產(chǎn)自湖泊的螺旋藻的加工方式。A.每年3月Twyn Taung湖表面厚厚一層螺旋藻藻華，B.工人駕著船采集螺旋藻，C.篩絹滾筒用于清洗螺旋藻藻泥，D.利用濾袋脫水，E.將藻泥積壓成面條狀，F(xiàn).在陽(yáng)光下曬干。

目前主要的生產(chǎn)模式還是跑道池養(yǎng)殖，養(yǎng)殖池長(zhǎng)條狀，由水泥或有機(jī)材料構(gòu)筑，或者土底鋪防水膜，裝配攪拌輪槳進(jìn)行循環(huán)，待藻生長(zhǎng)至一定密度，利用濾布過(guò)濾采收，較為先進(jìn)的還利用真空平流床設(shè)備脫水，而后采用噴霧干燥的方法獲得干粉。

5.螺旋藻產(chǎn)品開發(fā)

螺旋藻開發(fā)的產(chǎn)品種類不少，常見(jiàn)的藻片和膠囊，各種小食品，飲料、化妝品、動(dòng)物飼料等林林總總。螺旋藻同時(shí)可作為食品、保健食品和藥品原料，不過(guò)目前主要的產(chǎn)品類型還是藻片作為保健食品。目前國(guó)內(nèi)以螺旋藻為主要原料的健字號(hào)產(chǎn)品250多個(gè)，進(jìn)口字號(hào)6個(gè)，有主要通過(guò)審批的健康功效主要為增強(qiáng)免疫力、調(diào)節(jié)血脂和抗疲勞；另外有藥字號(hào)15個(gè)。而美國(guó)FDA通過(guò)的與螺旋藻相關(guān)的GRS認(rèn)證亦有多項(xiàng)，包括了三種螺旋藻：鈍頂螺旋藻、極大螺旋藻，和紡錘螺旋藻（S.fusifomis）和螺旋藻藻藍(lán)蛋白等。

在深加工方面，主要是螺旋藻藻藍(lán)蛋白和螺旋藻多糖兩種。尤其是螺旋藻藻藍(lán)蛋白，自美國(guó)FDA通過(guò)GRAS認(rèn)證后，國(guó)際需求量開始逐漸增加，主要應(yīng)用于健康食品、藥品包衣、食品（包括飲料）著色劑以及熒光制劑和光敏劑等，據(jù)悉國(guó)內(nèi)也正在構(gòu)建藻藍(lán)蛋白產(chǎn)品的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。藻藍(lán)蛋白的生產(chǎn)商有海南迪愛(ài)生（DIC）和福清新大澤，另外江蘇的賜百年公司近期新上了一條藻藍(lán)蛋白提取生產(chǎn)線。