螺旋藻( Spirulina/Arthrospira) ,属于蓝藻纲、颤藻科、螺旋藻属(旋藻属) , 其体内含有叶绿素，属于光合自养型,是一种能够进行光合作用的螺旋状多细胞水生原核生物。螺旋藻的细胞表现为疏松或紧密地有规则弯曲并含有气泡，上浮性较好, 藻体表面没有胶鞘, 不容易被微生物附着。

螺旋藻繁殖方式为二分裂，繁殖速度较快，且对生长环境有很好的适应性,可在碱性与矿物质含量较高的光照环境中生长，在含有高浓度钠离子的碱性( pH=8.5-10.5 )盐湖等较为恶劣的环境下也可生存。而通过驯化，在一定条件下的大型室外或温室中也可进行螺旋藻的商业化养殖。常见的螺旋藻产品有螺旋藻粉、螺旋藻片如图1所示。

图1 螺旋藻产品

螺旋藻加工分为培育、采收、干燥、灭菌四个重要环节。在培育环节，首先要获得优质的藻种,此步也是螺旋藻加工的基础。在获得藻种后,需在无菌条件下进行藻种培育,防止外部的细菌和病毒污染,并定期观察藻种的生长情况,及时调整培养条件,保证藻种的生长速度和品质。

采收环节是螺旋藻加工的重要环节，可直接影响到后期螺旋藻的质量和产量。一般在藻体细胞体积最大时采收，方法通常为选择过滤法和离心法，由于螺旋藻的破损可影响其质量和口感,采收过程中要注意避免。采收到的藻泥需通过干燥处理去除螺旋藻中的水分,以便运输保存。干燥方法包括自然干燥和人工干燥两种方法,自然干燥为将采收到的藻泥放在通风的地方,利用自然风进行干燥;人工干燥包括烘干、微波、冷冻真空干燥等。螺旋藻要在采收后及时做干燥处理,并且人工干燥时温度尽量保持在80°C以内,高温可导致藻粉质量的降低和营养成分的流失。藻粉灭菌是螺旋藻加工的最后一个步骤。灭菌方法包括紫外灭菌、微波灭菌和高温灭菌, 一般情况下,小规模的加工采用紫外灭菌和微波灭菌,大规模生产采用高温灭菌,微波灭菌和高温灭菌需注意控制温度和时间。

●营养成分

作为可食用营养价值极高的微藻，螺旋藻含有一定比例的蛋白质、矿物质、维生素、碳水化合物、微量元素等理想营养品应用的全部成分，此外，螺旋藻也是丰富的蛋白质来源,富含约百分之六十至七十的植物蛋白。螺旋藻中的维生素含量极高,包括维生素B1、维生素B2、维生素B12和维生素E等。维生素B12是一种较难从水果蔬菜等食物中获得的微元素,动物肝脏一直被认为是最好的维生素B12来源,而螺旋藻的B12含量是动物肝脏的4倍。此外,螺旋藻中的β-胡萝卜素含量比胡萝卜高出30倍，而β-胡萝卜素作为机体内维生素A合成的前体,在抗氧化性能、繁殖性能、免疫性能等方面有着重要作用，且动物体内自身不能够合成,只能从食物中摄取。其它微量元素方面，螺旋藻中富含铁、镁、钙和磷等矿物质，其铁含量是小麦的20倍，所以食用螺旋藻可弥补因动物类食物摄取较少造成的缺铁性疾病。

●功能

01抗氧化性

螺旋藻因富含藻蓝蛋白、β-胡萝卜素、维生素和矿物质等天然抗氧化物质,故具有强大的抗氧化性。这些物质能有效清除体内残留的自由基,防止DNA损伤，提高超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的活性，显著降低氧化应激反应,即降低自由基对细胞的攻击,维持细胞内外环境的稳定性,维持机体正常的细胞代谢。学者提取了钝顶螺旋藻蛋白并检测了其对自由基的清除率，结果证明螺旋藻蛋白达到一定量时，可达到VC的抗氧化能力。除了对螺旋藻抗氧化性进行直接检测的研究外,在优化新型功能果汁配方中,加入了小麦胚芽粉和螺旋藻的成分,研究结果显示,当螺旋藻和小麦胚芽的含量均为1%时,该功能饮料的抗氧化能力从90%提高到了98% ,且感官评价也达到最高。经过理化试验分析, 发现螺旋藻和小麦胚芽粉的添加对该产品的pH值和酸度影响相对较小，但对白度、干物质和蛋白质含量有一定提高。

02免疫调节

螺旋藻是一种强大的免疫增强剂,能够增加巨噬细胞的吞噬活性,导致自然杀伤细胞在组织中积聚,刺激抗体和细胞因子的产生,实现免疫机能的提高。学者通过向免疫低下小鼠注射螺旋藻多糖，使用流式细胞术等技术检测免疫低下小鼠的脾和胸腺细胞的细胞周期，发现螺旋藻多糖显著调节了免疫细胞周期进程。同时采用比色法检测小鼠巨噬细胞的吞噬功能和分泌白细胞介素-1(Interleukin-1 , IL-1)及一氧化氮(NO)的能力,发现注射螺旋藻多糖的免疫低下组小鼠巨噬细胞的吞噬能力、分泌IL-1能力和NO能力 显著增强,进而证实了螺旋藻多糖具有调控巨噬细胞免疫功能效用。

已有研究表明螺旋藻多糖由葡萄糖和鼠李糖组成,通过高效液相色谱法、红外光谱仪、核磁共振对螺旋藻粗多糖进行纯化蒸馏,得到螺旋藻多糖-1 ( polysacchrides of spirulina platensis-1,PSP-1 ) 和螺旋藻多糖-2 ( polysacchrides of spirulina platensis-2,PSP-2 )两种多糖,对这两种多糖做结构分析,发现PSP-1和PSP-2均为支链葡聚糖,该类多糖可提高机体抵御病毒及细菌感染能力。此外,为评估螺旋藻多糖的免疫调节能力,该研究进一步检测了多糖对细胞增殖、N0产生量以及相关细胞因子表达的影响,发现螺旋藻多糖能够显著提高巨噬细胞的吞噬能力,刺激巨噬细胞产生NO，NO在外环境变化时可起到提高免疫保护、降低免疫损伤等免疫调节作用,还可起到分泌诱导型一氧化氮 合酶(iNOS)抗体和白细胞介素-6(IL-6)来对抗病原体的作用。所以,螺旋藻多糖具有一定的免疫调节能力。

螺旋藻多糖机制图

03代谢综合征

糖尿病、肥胖、高血压、脂质紊乱、胰岛素抵抗、高胰岛素血症等代谢综合征可增加罹患心血管疾病的风险,进而影响到人体健康。近些年研究表明,螺旋藻能够对这些疾病进行干预，研究发现螺旋藻可降低自发性高血压大鼠的动脉血压,改善血管反应性,这两种效果都与动脉厚度和硬度的减少有关。

学者发现螺旋藻是一种潜在的降脂功能成分,可在一定程度上降低高脂饮食大鼠的体重和血脂,甚至可以促进脂肪肝的修复。研究发现在代谢综合征患者饮食中添加螺旋藻可降低他们空腹血糖和胰岛素的浓度,而这些研究表明螺旋藻对代谢综合征的治疗有一定积极效果 ,具有预防疾病的能力。

01 食品应用

螺旋藻富含蛋白质和矿物质，故在饼干等休闲食品中广泛添加使用。目前,在部分推广的小麦饼干中，螺旋藻和小球藻等藻类已被添加并用作蛋白质、抗氧化剂和生物活性分子的来源,添加比例分别为2%和6%，而添加6%的螺旋藻和小球藻还可显著提高食品的蛋白质含量和抗氧化性。

02 面食

螺旋藻属的藻类已在意大利面的制造中广泛应用。与未添加螺旋藻属的意大利面相比,添加螺旋藻属的产品具有增强营养、感官和治疗效益的特点。在小麦粉中分别添加5%和10%的螺旋藻制备意大利面,能使意大利面的蛋白质和能量含量分别增加到10.32%和14.50%。此外,添加不同比例的螺旋藻还可显著改善面食的化学特性，研究表明,在意大利面中添加0.25%螺旋藻在口感评价上得分最高,从而使产品在营养成分、感官评价、功能性治疗能力方面得到强化。

03 乳制品

螺旋藻可用于各种乳制食品中, 学者使用钝顶螺旋藻作为发酵乳制品的营养成分，研究了培养和贮藏过程中钝顶螺旋藻对益生菌动物双歧杆菌和嗜酸乳杆菌的影响，结果表明，在贮藏过程中，螺旋藻可提高产品中动物双歧杆菌和嗜酸乳杆菌的存活稳定性。而在乳酪的制备过程中,添加1 %的钝顶螺旋藻对改善乳酪的理化特性和口感最为适宜,还可显著增加产品的蛋白质、水、β-胡萝卜素的含量,降低脂肪含量,进而对人体产生有利影响。

04 饲料应用

螺旋藻作为鱼类和虾类的饲料添加剂,可提高它们的生长速度和抗病能力。在黄颡鱼的饲料中添加螺旋藻后,黄颡鱼的体色发生改善，且抗氧化能力和抗病力同时提高。学者在花鲈鱼的饲料中添加一定浓度的螺旋藻，不但显著促进了花鲈鱼的生长速率,还提高了花鲈鱼肠道蛋白酶活性,增强了免疫能力和抗氧化能力。

螺旋藻是一类具有复杂生命周期的藻类,根据形态、生理和生态学特征,螺旋藻被分为多种类型,包括钝顶螺旋藻、极大螺旋藻等。这些不同类型螺旋藻的营养成分存在差异,可根据不同需求选择合适的品种。螺旋藻的培养和繁殖是实现其大规模应用的关键环节。近年来,研究者们不断探索新的培养方法和优化培养条件,以提高螺旋藻的生长速度。此外,通过选择合适的培养基和添加物,可显著改善螺旋藻的营养成分和功能性成分的含量,如蛋白质、β-胡萝卜素、多不饱和脂肪酸、膳食纤维等,这些成分对人类健康具有多种益处,可增强免疫力、抗氧化、抗炎等。目前,螺旋藻已被广泛应用于食品、饲料、医药、化妆品等领域，随着人们对螺旋藻的认识不断深入,其应用领域也在不断扩展。尽管螺旋藻的研究已经取得了显著进展,但仍有许多问题需要解决。未来研究需进一步探索螺旋藻的生物学特性和生态学特征,以更好地了解其生长和繁殖机制,并优化培养条件和工艺,进而提高螺旋藻的生长繁殖速度,还需要深入研究螺旋藻中的其他功能性成分,以发掘其更多的应用潜力。

总之,螺旋藻作为一种具有重要经济价值和应用潜力的微藻，其开发利用对人类健康和环境保护具有重要意义。

绿A螺旋藻养殖基地