螺旋藻的营养价值及保健作用综述

螺旋藻的营养价值及保健作用(综述)螺旋藻(SpirulinaSP)是地球上最早出现的能够利用太阳光能和无机物转化为有机物的原始低等植物,它又名蓝藻,蓝海藻,蓝绿藻,为蓝藻门,颤藻纲,螺旋藻属。世界著名藻类学家Dangeard因其外形呈丝状螺旋体,故将其命名为螺旋藻。SP广泛分布在热带,亚热带和暖温带的海洋和湖泊中,特别盛产于碱水湖。SP作为食用是在1940年,法国生物学家Creach在非洲探险时发现当地土人用SP制成食品和调味品,并以此作了报告。我国南方气候温和,阳光充足,适于SP的生长繁殖。1935年,我国首次在青岛发现SP,但一直到70年代才开始进行食用开发研究,因其营养丰富,利用价值高,现已逐渐受到社会的青睐。现在国内外生产的螺旋藻主要有两个品种:钝顶螺旋藻和极大螺旋藻。SP的营养成分及作用研究表明,SP具有高蛋白,高营养,高消化吸收率等特点。其蛋白质含量约60%～71%,〔2〕相当于牛羊肉的3～4倍,小麦、大米的8～10倍。SP的氨基酸含量丰富,其中含有人体必需的8种氨基酸,且其赖氨酸,亮氨酸,异亮氨酸和缬氨酸含量尤为突出,所有氨基酸含量均达到联合国粮农组织(FAO)蛋白质咨询小组认定的理想蛋白质的水平。其次,SP的维生素种类也很丰富,VB1含量为5.5mg/100g,VB2为4.0mg/100g,VB6为0.3mg/100g,VB12为0.2mg/100g,VC为10.3mg/100g,VE为19mg/100g,其中最引人注目的是其β-胡萝卜素含量达170mg/100g(是胡萝卜的近10倍)。〔2〕此外SP还含有丰富的矿物质和微量元素,其中有钙、钾、磷、镁、钠及铁、镍、铬、铜、锰、钒、锌、硒等。这些元素与人类的多项生理功能密切相关。而其脂肪酸类和纤维素含量却较低(分别为5.7mg/100g和0.9mg/100g)。〔2〕SP含有γ-亚麻酸(GLA)和其它不饱和脂肪酸,含量高达1.7%,故可防止损害心、血管正常生理功能。此外,SP还含有蓝藻蛋白,含量高达干重的18%。〔2〕SP含有D-甘露糖、D-葡萄糖、D-半乳糖及葡萄糖醛酸等多糖物质,它们均具有提高机体免疫力,抑癌的作用。〔2〕由于SP的细胞壁不是由纤维,而是由一些蛋白和胶原组成,所以很容易被人体消化吸收,消化率高达84%,任何食物都无法与其相比。基于SP含有多种生理活性成分及具有较好营养价值,因而被FAO和世界食品协会誉为“人类最理想和最优秀的食品”、“21世纪的最佳食品”。〔1～5〕SP的保健作用及机理SP是一种安全无毒物质,世界著名的毒理学博士杰曼.钱莫罗曾用两年半的时间对其进行了亚急性、慢性毒理,生殖、致畸等毒理学试验和研究,结果证明SP是安全、可靠的食品。本实验室对SP的急性毒性及致突变性进行了研究,经口给予SP21.5g/kgBW,未见小鼠死亡,属于实际无毒物质。SP剂量10g/kgBW,小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验及小鼠精子畸形试验结果均为阴性;Ames试验剂量5mg/皿,结果阴性。体内外系统试验证明,SP无致突变作用。长期毒性试验证明,经口灌胃给予大鼠SP5.048g/kgBW,连续90d,试验组大鼠一般情况,血液学指标,血液生化学指标和主要脏器系数与空白对照组无显著性差异,试验组大鼠各主要脏器及组织未见明显组织学异常改变。〔6〕胡龙的研究也表明,经口灌胃给予大鼠1.5g/kgBW与3.0g/kgBW的SP,连续90d,试验组大鼠生长发育良好,与对照组相比,体重、白细胞、白细胞分类计数、肝功、肾功差异无显著性,且两试验组红细胞,血红蛋白明显升高,差异有显著性。〔7〕SP抗辐射,抗诱变,防癌抗癌作用及机理研究表明,SP具有很强的抗辐射能力,用强度达100Gy的射线照射SP,未观察到对其生长的抑制作用。〔8〕张成武报导了关于钝顶SP(SPP)和藻蓝蛋白(C-PC)对小鼠受致死剂量60Co-γ射线照射后30d存活率的影响,结果显示照射前5d腹腔注射SPP(125mg/kgBW)或C-PC(50mg/kgBW),实验组较对照组小鼠存活率分别提高33%和28%(P0.01);同时,SPP和C-PC可刺激照射后小鼠粒单系祖细胞和造血干细胞的形成,并增加骨髓有核细胞的数量,促进小鼠外周血白细胞的恢复,即促进小鼠造血功能的恢复。〔9〕另外,徐惠等报道从SP中提取的多糖物质能明显改善辐照小鼠机体免疫功能,其脾脏重量,细胞数,淋巴细胞转化功能均显著增加。提示其抗辐射机制与免疫刺激作用有关。〔10〕阮继红观察到SP多糖可使小鼠PCE微核率下降。〔8〕朱茂祥报道,以15Gy60Co-γ射线照射大鼠胸部,诱发急性肺炎,用富硒SP防治,90d后对肺炎病变的发展具有较好防治效果。〔11〕钝顶SP对小鼠S180和宫颈癌U14有明显的抑制作用。当剂量为50mg/kgBW时,抑癌率分别达53.4%和49.04%,同时,SP还能提高小鼠的免疫力。〔12〕刘力生研究表明,SP多糖在200mg/kgBW剂量时可显著抑制小鼠体内骨肉瘤细胞的增殖,抑制腹水型肝癌细胞DNA和蛋白质合成。且不同的癌细胞对SP多?f纩糖敏感性不一样,将药物从培养基中撤出后,癌细胞DNA合成速度迅速恢复。〔13〕SP抗辐射、抗癌的机理可能是:(1)SP本身有很强的辐射抗性,人服用后可吸收过量辐射线。(2)SP含有一些能够清除自由基的成分,例如β-胡萝卜素,VA,VC,VE等,可清除过量的自由基,能对辐射所致损伤起到恢复作用。(3)有人认为,SP可促进照射小鼠造血干细胞的复。(4)SP含有较多的葡萄糖醛酸,能够结合更多的诱变物,促使外源化学物排泄。5)SP增强机体免疫功能,尤其是细胞免疫功能提高,既能抗辐射,又能使癌的增殖生长受到抑制。因此,SP抗辐射、防癌、抗癌是多种成分,多种作用的综合结果。〔8～14〕SP对免疫功能的作用徐惠报道,SP多糖能明显促进小鼠脾细胞对丝裂原ConA的增殖反应,提高小鼠机体免疫功能,明显提高5Gy照射小鼠的脾脏重量、淋巴细胞数和淋巴细胞转化功能。〔15〕李书香实验结果表明:SP达1.0g/kgBW能增强小鼠抗体形成细胞的活性,提高机体的体液免疫功能,达2.0g/kgBW,能增强腹腔巨噬细胞的功能。〔16〕左绍远研究提示,SP对免疫功能有广泛的调节作用。小鼠静脉注射SP多糖100mg/kgBW7d,可明显增加脾重,显著促进腹腔巨噬细胞吞噬功能、单核巨噬细胞系统清除血液碳粒的速率及血清溶血素的形成;并能显著对抗CT所致小鼠胸腺与脾脏萎缩、腹腔巨噬细胞吞噬功能降低、血清溶血素形成减少及脾抗体形成细胞功能的抑制作用。静脉注射SP多糖100mg/kgBW12d还可显著促进ConA诱导的体外小鼠淋巴细胞转化,明显促进小鼠免疫能力。〔17〕调节血脂,延缓衰老,抗疲劳作用叶正君用高血脂大鼠观察SP对血脂的结果提示0.5g/kgBW和1.5g/kgBW的SP能明显降低大鼠血清胆固醇(mmol/L),从对照组的4.19±0.42分别降至2.64±0.25(P0.05)和2.05±0.18(P0.01);大鼠血清甘油三酯(mmol/L)从对照组的2.95±0.40分别降至1.90±0.36(P0.05)和1.59±0.15(P0.01);同时,SP还可使血清和肝微粒体的脂质过氧化物(LPO)含量降低,血清LPO(nmol/mgpro)从对照组的10.95±0.23分别降至9.33±0.25和8.27±0.32(P0.05),肝微粒体LPO(nmol/mgpro)从对照组的23.0±0.8分别降至18.4±2.0(P0.05)和15.6±1.5(P0.05)。SP还可提高谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)的含量,血GSH-PX(U/mL)从对照组的38.2±2.4分别升至43.2±4.0(P0.05)和45.0±2.3(P0.05),肝微粒体GSH-PX(U/minmgpro)从对照组的8.5±1.3分别升至10.1±1.7和12.7±0.9(P0.05),以上结果提示SP具有降血脂,抗脂质过氧化作用。〔18〕庞辉在动物实验中观察到,运动可使肾组织LPO浓度(mmol/mgpro)升高(从对照组的1.362±0.087升至1.545±0.103,P0.05),超氧化物歧化酶(SOD)(NU/mgpro)活性降低(从对照组的5.993±0.615降至5.326±0.527,P0.05)。而给予SD大鼠20%SP的饲料一个月,可降低肾组织LPO(从对照组的1.545±0.103降至1.423±0.085,P0.05)和提高肾SOD的活性(从对照组的5.326±0.527升至5.961±0.605,P0.05)。提示其可能有抗运动性肾损伤的作用。〔19〕范燕文的人群实验观察了SP对老年高脂血症患者血脂变化的作用,选用的指标有血清胆固醇、血清甘油三脂、高密度脂蛋白胆固醇、血清免疫球蛋白及SOD-1等,结果提示SP降低甘油三脂的作用优于多烯康,且对人体肝、肾功能及糖代谢无明显影响;能提高血清IgG水平,但对血清IgA,IgM无影响,同时明显升高了人体血清SOD-1水平。〔20〕用3～4月龄的雄性昆明种小鼠进行PSP抗疲劳作用试验,经口灌胃给与PSP100mg/kgBW,200mg/kgBW,14d后,小鼠血清LDH活性比给药前分螺旋藻的营养价值及保健作用(综述)———高珊姚小曼—29—别升高16.1%与24.1%,与对照组相比,其差异有显著性(P0.05,P0.01);两试验组运动后50min的血乳酸值比对照组分别降低31.2%和58.3%(P0.05,P0.01);试验组的小鼠游泳时间分别比对照组延长45.5%和95.4%(P0.05,P0.01)。乳酸的消除有利于疲劳的恢复,而运动后乳酸的消除依赖于LDH的催化作用,PSP可增加血清LDH的活性,有效降低运动后血乳酸水平,显著延长小鼠游泳时间。〔25〕本实验室研究表明,1500mg/kgBWSP可降低运动后小鼠的血乳酸含量(mg/dL),从对照组的22.2±2.90降至18.6±3.69(P0.05);500mg/kgBWSP还可降低运动后小鼠的血清尿素氮(mg/dL),从对照组的29.34±3.35降至22.08±7.85(P0.01);50mg/kgBWSP还可延长小鼠的游泳时间(min),从对照组的6.55±0.90延长至9.18±2.15(P0.01),表明其具有较强的抗疲劳作用。改善缺铁性贫血作用缺铁性贫血(IDA)是最常见的营养缺乏病之一,其患者约占全球人口的10%～20%,在婴幼儿和妊娠妇女中常见。使用铁剂和铁强化食品防治IDA的效果并不理想,近年来有人试用SP以防治IDA,效果显著。梁江明选用Wistar大鼠,以低铁饲料复制IDA,再用SP进行恢复实验,结果显示:(1)单纯性缺铁可影响大鼠生长,导致其体重增长缓慢,常伴有锌吸收利用障碍和腹泻。(2)缺铁可使动物脏/体比值增大,这是因为一方面致心、肾、脾肿胀和增生,另一方面使体重下降所致。(3)用含SP的饲料喂养动物,可使其脏/体比值恢复正常,骨髓外铁恢复正常,各项血液指标,包括血红蛋白(Hb)、红细胞(Rbc)、红细胞压积(Pcv)及血清铁蛋白(SF)迅速回升。〔21〕吴开国用SP对儿童IDA疗效进行了Hb、SF、红细胞内游离原卟啉(FEP)三项指标的观察,对IDA儿童每人每天给予SP5g,一个月后,结果为:(1)儿童体重明显增加(平均增重2.6kg),无任何副作用。(2)IDA儿童三项指标均明显恢复,Hb(g/L)从治疗前的106.86±0.63恢复至123.62±0.64,P0.01;SF(μg/L)从治疗前的20.11±0.95恢复至53.79±2.13,P0.01;FEP(μmol/L)从治疗前的0.95±0.04降至0.42±0.02,P0.01,Hb的恢复在女性更加明显。(3)缺铁可致人体许多含铁酶和铁依赖酶活性下降,从而影响一些代谢过程,导致儿童智力发育受到影响,使免疫力、胃肠功能、肌肉功能下降。SP中铁含量为58.0m