螺旋藻的形态、特征和生化组成
(一)螺旋藻的形态、特征
螺旋藻外观为青绿色,显微镜观察成螺旋状,细胞无真正的细胞核,也没有高等动植物细胞所具有的线粒体、色素体等细胞器,但是它是由多细胞组成的螺旋状盘曲的不分枝的丝状体。
螺旋藻与其他植物一样,能够利用阳光、二氧化碳和其他矿物质合成有机物,同时放出氧气。它光合效率高,单位面积产量比大田作物高出几十倍。传统作物与螺旋藻的产量、蛋白质含量和必需氨基酸组成的比较详见表2-1、表2-2和表2-3。
表2-1传作物与螺旋藻的产量的比较
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作 物 |
总产量(吨/公顷/年) |
蛋白质含量(%) |
蛋白质产量(吨/公顷/年) |
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小 表 玉 米 糙 米 大 豆 钝顶螺旋藻 |
6.7 14.0 8.0 4.0 15~20 |
9.5 7.4 7.1 36.0 60.0 |
0.64 1.04 0.75 1.40 9~12 |
表2-2各类食品的蛋白质含量
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食品种类 |
蛋白质含量(%) |
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螺旋藻 大 豆 牛 肉 蛋 小 麦 米 |
60~71 33~36 18~20 18 6~10 7 |
表2-3
氨基酸组成比较表(占总量%)
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种类 |
螺旋藻 |
大豆 |
牛肉 |
蛋 |
FAO*标准 |
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异亮氨酸 亮氨酸 赖氨酸 蛋氨酸 苯丙氨酸 苏氨酸 色氨酸 缬氨酸 |
4.1 5.8 4.0 2.0 3.4 4.2 1.1 6.0 |
1.8 2.7 2.6 0.4 1.9 1.6 0.5 1.8 |
0.9 1.7 1.7 0.4 0.8 0.8 0.2 1.0 |
0.6 1.0 0.8 0.4 0.6 0.5 0.2 0.8 |
4.2 4.8 4.25 2.2 2.8 2.8 1.4 4.2 |
*FAO为联合国精农组织
大多数螺旋藻喜高温(25~36℃)、高碱(PH值9~11),这样的环境条件下许多其他生物都难以生存,而螺旋藻却能迅速生长繁殖。
(二)螺旋藻生化组成特点
①螺旋藻含蛋白质高达60%以上,由18种氨基酸组成,含有人体和动物所必需的8种氨基酸。
②螺旋藻还含有6种维生素,其中维生素B12含量特别高,比动物肝脏高3.5倍,是现在已知所有生物体中维生素B12含量最高的一种。β-胡萝卜素含量也很高,β-胡萝卜素是维生素A的前体,吸入体内后贮于肝和小肠壁细胞内在酶的作用下转化为维生素A。近年来,国内外专家一致认定,β-胡萝卜素具有防癌、扩癌,增强人体免疫力功能和延缓衰老的作用。
③r-亚麻酸及其他不饱和脂肪酸在螺旋藻细胞里含量达到1.7%左右,它们具有降血脂、软化血管的功能。
④藻胆蛋白是蓝藻物有的光合色素,含量可高达干重的18%。国外研究证明,它不仅是很好的纯天然的蓝色素,广泛用于食品、化妆品,而且有提高机体免疫力和搞艾滋病的功效。
⑤螺旋藻含有多种人体必需的微量元素和矿物质,如:铁、锌、铜、硒等,这些微量元素和矿物质均与有机物结合,易为人体吸收利用,能有效地调节机体平衡及酶的活性。
另外,又发现螺旋藻中含有的一些小分子多糖、蛋白多糖等生物活性物质,也有极好的药效。
螺旋藻的细胞壁不是由纤维素构成的,而是由一些多糖类物质构成的,易消化吸收,螺旋藻的消化率高达86%以上。螺旋藻主要营养成分详见表2-4,它与一些主副食品蛋白质含量及含热量的比较见表2-5、2-6。
表2-4 螺旋藻(100克)的主要成分
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一 般 成 分 |
蛋白质 脂肪 碳水化合物 纤维 灰分 水分 |
50~70克 6~9克 15~20克 2~4克 6~8克 2~5克 |
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色 素 类 |
叶绿素 类胡萝卜素 藻青蛋白 |
800~2000毫克 200~400毫克 8500~7000毫克 |
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矿 物 质 |
钙 铁 钾 镁 |
100~400毫克 50~100毫克 1000~2000毫克 200~300毫克 |
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维 生 素 类 |
维生素A 维生素B1 维生素B2 维生素B6 维生素B12 维生素E 肌醇 r亚麻酸 泛酸钙 叶酸 维生素PP |
100~~200毫克 1.5~4毫克 3~5毫克 0.5~0.7毫克 0.05~0.2毫克 5~20毫克 40~100毫克 800~1300毫克 1毫克 0.05毫克 305毫克 |
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小分子多糖 |
3克 |
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表2-5 蛋白质含量与热量比较(克/100克)
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食品名称 |
蛋白质 |
热量(卡路里) |
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大米 猪肉 牛肉 鸡肉 鸡蛋 鱼 豆腐 螺旋藻 |
6.5 16.7 21.0 21.0 12.7 24.3 6.0 60~70 |
340 279 149 135 156 114 58 36 |
2-6表 钝顶螺旋藻(S.platensis) 极大螺旋藻(S.maxima)和豆类成分的比较
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种类 |
%干重 |
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水 |
灰分 |
粗脂肪 |
粗纤维 |
碳水 化合物 |
粗蛋白 |
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S.platensis(a) S.maxima(b) 豆类 |
6~10 4~7 7~10 |
4~5 6~9 14 |
9~14 4 16~12 |
3~8 1 3~6 |
10~18 8~13 19~35 |
56~77 60~71 34~40 |
(a)实验室和培养池生长的冷冻干燥及鼓风干燥的藻粉。
(b)特克斯可可湖产,喷雾干燥藻粉。
螺旋藻具有以上重要的生化组成特点,从而人们称之为最理想的营养库,并被联合国教科文组织推荐为“明天最理想和最完美的食品”。