螺旋藻

植物学史

螺旋藻在显微镜下观察体形呈螺旋状，故名螺旋藻。8

形态特征

螺旋藻的藻丝体长200-500μm，宽5-10μm，在显微镜下呈疏松或紧密的有规则的螺旋弯曲状，形如钟表发条而得名。蓝藻类细胞无色素体，色素分布在原生质体外部的色素区，蓝绿色。藻体表面不具胶质鞘，不易被微生物附着，细胞内有气泡，上浮性好。细胞或藻丝顶部常不尖细，横壁常不明显，顶细胞圆形，外壁不增厚。

生长环境

螺旋藻的适宜生长温度一般在28℃-35℃，15℃和40℃分别为其最低和最高生长温度，而其喜温和耐热品系可在35℃-40℃下培养。

螺旋藻生长的适宜pH为8.3-10.3，当pH为11时，仍然生长良好。研究发现，钝顶螺旋藻在含盐浓度为20-70g/L的水中生长最佳。螺旋藻是严格的光能自养型藻类，靠阳光和吸收水中的CO2，进行光合作用。螺旋藻的光合能力极强，高等植物的光能利用率通常是5%-6%，而螺旋藻的光能利用率高达18%，光合效率达43%，是一般农作物的3倍以上。螺旋藻生长繁殖迅速，适合于不同地区或季节的室内外大量养殖，生长周期极短，正常生长周期仅11h，如果条件处于最佳状态，最快增殖速度为4h一次。

主要品种

通常应用于国内外大规模生产的是钝顶螺旋藻（S. platensis）、极大螺旋藻（S. maxima）和盐泽螺旋藻（S. subsalsa），是一类古老而低等的原核水生藻类。

分布范围

螺旋藻主要分布于热带、亚热带地区淡水及盐碱性湖泊中，自然环境中螺旋藻主要分布于中非乍得湖、墨西哥特西科科湖和我国云南永胜程海湖。螺旋藻一般自然生长在碱性湖泊，但在人工控制下可在大型室外或温室中进行商业化生产。6

繁殖方式

螺旋藻主要依靠简单的细胞分裂进行增殖，没有有性生殖，经驯化后可适应海水养殖。

主要价值

营养价值

螺旋藻的蛋白质含量高，含有一种特殊色素蛋白——藻蓝蛋白，萝卜素和维生素，含有人体必需大量元素和微量元素。

螺旋藻以其全面均衡的营养和极高的防病保健价值受到全世界众多科学家和国际组织的关注和高度评价。营养学家和医药学家称它是“地球上的营养冠军”、“药源新星”。世界卫生组织认定螺旋藻为“人类21世纪最佳保健品”和“未来超级营养食品”；联合国教科文组织推荐螺旋藻为“明天最理想、最完美的食品”；联合国粮农组织也郑重地向全世界推荐“螺旋藻是人类未来最优良的食物资源和未来食粮”。

螺旋藻的营养价值螺旋藻被近代科学视为“微型营养库”，其中8种营养必需氨基酸的含量接近或超过联合国粮农组织（FAO）的标准。蛋白质、糖、脂比例约为60：20：5，营养成分均衡。此外，还含有多种维生素和微量元素，其中β-胡萝卜素含量4000mg/kg、维生素高达1320mg/kg，每人每日食用15g干重螺旋藻就能保证必要的营养素来源。螺旋藻以其高营养性、高安全性被FAO誉为“人类最理想最优秀的食品”。

美国膳食补充剂专家委员会对其展开的安全性评价表明，螺旋藻安全性好，无毒副作用。

螺旋藻在全世界范围内已被广泛用作保健品，并同时被美国和欧洲航天局推荐为长期执行太空任务人员的主要食品之一。螺旋藻被发现具有多种药理作用。如降血脂、抗氧化、抗感染、抗癌变、抗辐射、抗衰老、增强机体免疫力等。

食用价值

人类食用螺旋藻有很久的历史。商业化养殖主要用于制作保健品，生产高档水产饲料，提取藻蓝蛋白等。利用螺旋藻开发出了多种多样的食品，均是将螺旋藻干粉或提取液原料添加到常规食物或饮料中制成，各有特色。已报道的产品主要有酱油、酸奶、果冻、饮料及面条等。

化学成分

螺旋藻的化学组成具有高蛋白、低脂肪、低糖类的特点，并含有多种维生素及微量元素，营养价值极高。

螺旋藻的蛋白质含量高达60%-70%，是大豆的2倍，牛肉的3.5倍，鸡蛋的4倍，且其所含人体必需氨基酸的种类齐全、组成合理。

螺旋藻的脂肪含量一般为干重的5%-6%，其中70%-80%为不饱和脂肪酸（UFA），尤其是亚麻酸的含量高达人乳的500倍。

螺旋藻纤维素含量为2%-4%，细胞壁主要是由胶原蛋白和半纤维素组成，人体对其的吸收率高达95%以上。

螺旋藻的维生素和矿物质含量也极其丰富，前者包括维生素B1、B2、B6、B12、E和K等；后者包括锌、铁、钾、钙、镁、磷、硒、碘等微量元素，螺旋藻的生物锌与铁的比例基本与人体生理需要一致，最容易被人体吸收。

除此之外，螺旋藻内的藻蓝蛋白（CPC）、藻多糖（PSP）、γ-亚麻酸甲酯（GLAME）、β-胡萝卜素、叶绿素a等活性成分对动物的许多机能具有调节作用。

科研价值

用于医学研究

螺旋藻中脂肪酸含量较低，其中对人体十分有益的不饱和脂肪酸占很大比例。螺旋藻富含多种生物活性成分，如β-胡萝卜素、藻胆蛋白、γ-亚麻酸和内源性酶等，对人体健康非常有益。

用作饲料添加剂

螺旋藻因其含有丰富的蛋白质和氨基酸，并富含多种微量元素，现已作为饲料添加剂被广泛应用于动物饲料中，有研究者报告了这种新型绿色饲料添加剂在水产养殖、畜牧生产中的应用。研究表明，添加4%的螺旋藻-黄秋葵精粉可提高南美白对虾的生长性能。有报道螺旋藻可提高仔猪的生产性能。

用作生物能源

早在20世纪70年代，由于石油危机的发生，对于清洁、无污染、可再生的生物能源的关注已经成为热点，尤其是生物氢能的制备。许多国家纷纷投入大量的人力和物力研究生物制氢技术，积累了大量的研究成果。研究发现，螺旋藻相对于其他生物产氢材料而言，具有光合作用效率高，生长繁殖快，氢酶活性高，持续放氢的时间长的特点，是研究生物放氢的理想材料之一。

用于环境保护

螺旋藻在生长繁殖过程中需要吸收和消耗水体环境中的氮、磷等营养元素以及降解水中有机物，并且具有生长繁殖快、高光效、适应性强的特点。螺旋藻的这些特性提示，利用废水养殖螺旋藻，一方面可使水体得以净化，减轻水体的富营养化程度；另一方面也可以得到高附加值的螺旋藻产品。因而将螺旋藻用于废水处理是一项很好的生物治污措施。

植物文化

从15世纪起，螺旋藻就被非洲、美洲、墨西哥等地区的一些居民加工成一种蓝色软饼。自20世纪60年代以来，螺旋藻就已引起了国际生物学家的重视。20世纪70年代初，螺旋藻被联合国食品会议认定为“明天最好的食品资源”。20世纪70年代中期，墨西哥政府为运动员提供了这种绿色食品，以增强运动员的体质并恢复体力，收到了很好的效果。20世纪80年代以后，许多国家对螺旋藻的生产与应用已形成相当的规模。自1974年，世界上第一座螺旋藻生产厂在墨西哥投产。目前大规模人工培育的主要有钝顶螺旋藻、极大螺旋藻和印度螺旋藻三种。研究表明，螺旋藻具有抗氧化、抗病毒、抗菌、免疫调节及抑癌等生物学活性。6