研究論文：小球藻營養(yǎng)素分析

（海南大學(xué) 熱帶作物種質(zhì)資源保護(hù)與開發(fā)利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/教育部熱帶多糖資源利用工程研究中心，海南 ?？?570228）

作者：張玲，劉平懷，羅寧，陳晨，何沂飛，李昂

刊登于《食品研究與開發(fā)》2016年5月第37卷第10期

小球藻（Chlorella sorokiniana ）為小球藻屬（Chlorella）的一種微藻，細(xì)胞呈球形，卵形或是橢圓形，是一種生長在池塘、湖泊的淺水港灣中微型（3微米-8微米）單細(xì)胞綠藻。近年來，國內(nèi)外對小球藻（Chlorella sorokiniana ）的研究集中在培養(yǎng)條件優(yōu)化、產(chǎn)油性能評價及污水廢氣處理等方面，對其胞內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)研究較少。有研究顯示，不同營養(yǎng)元素條件下，小球藻的營養(yǎng)成分有顯著差異。本研究對規(guī)模化培養(yǎng)的小球藻進(jìn)行一般營養(yǎng)成分、維生素、微量元素、氨基酸和脂肪酸等營養(yǎng)構(gòu)成分析，為此株小球藻的開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

實(shí)驗(yàn)過程：略

1、結(jié)果與分析

1.1 常規(guī)成分

蛋白質(zhì)、多糖、油脂是生命的三大物質(zhì)基礎(chǔ)，是維持生命必不可少的營養(yǎng)成分，膳食纖維是健康飲食不可缺少的，纖維在保持消化系統(tǒng)健康上扮演著重要的角色，同時攝取足夠的纖維也可以預(yù)防心血管疾病、癌癥、糖尿病以及其它疾病。

按照中國《國家標(biāo)準(zhǔn)》及相關(guān)文獻(xiàn)測定小球藻藻體內(nèi)的粗蛋白、碳水化合物、油脂、色素、灰分、粗纖維等成分。

測定結(jié)果，小球藻中多糖含量最高（34.28%），其次為油脂，約占22%，有研究報道小球藻的油脂含量可達(dá)50%，說明小球藻具有作為產(chǎn)油微藻的潛能。粗蛋白和粗纖維的含量相近，約為20%，蛋白含量在小球藻中相對較低，這可能與培養(yǎng)條件相關(guān)；灰分含量約占藻體干重的12%，微藻中的灰分含量及組成與自然條件和成熟度等因素有關(guān)。小球藻中色素含量約為4.5%左右，葉綠素和類胡蘿卜素是細(xì)胞中的重要色素，其中葉綠素a是人類和動物血紅素的直接原料，被稱作是“綠色的血液”，類胡蘿卜素是一種高度不飽和化合物，具有抗氧化與增強(qiáng)免疫等功效。

1.2 脂肪酸分析

脂質(zhì)的主要功能是組成生物膜、提供能量、作為脂溶性物質(zhì)的媒介。流行病學(xué)證明多食不飽和脂肪酸有利于身體健康，具有降血壓、降血脂以及抗動脈粥樣硬化、增強(qiáng)記憶力和思維能力等生理活性。本研究采用氣相色譜和氣質(zhì)聯(lián)用儀對小球藻脂肪酸成分進(jìn)行定量和定性分析。

結(jié)果，測定出13種脂肪酸，其中不飽和脂肪酸占總脂肪酸的72%，而且鏈長集中在C16~C18，其中順-9，12-十八碳二烯酸（亞油酸），順-9，12，15-十八碳三烯酸（亞麻酸）含量分別為22.73%和14.87%。亞油酸和亞麻酸是生命代謝的必需脂肪酸，是人體內(nèi)高度不飽和脂肪酸（EPA和DHA等）的合成前體。

有資料顯示必需脂肪酸不僅能夠吸引水分滋潤皮膚細(xì)胞，還能防止水分流失，具有改善高血壓、預(yù)防心肌梗死、預(yù)防膽固醇造成的膽結(jié)石和動脈硬化的作用。本研究中小球藻富含亞油酸和亞麻酸，可作為人體多不飽和脂肪酸的來源。

1.3 氨基酸

研究表示，缺乏氨基酸可以導(dǎo)致人體營養(yǎng)不良，并出現(xiàn)多種不良反應(yīng)。特別是老年人在缺乏蛋白質(zhì)的情況下，極容易引起球蛋白和血漿蛋白的降低，導(dǎo)致老年人貧血。

氨基酸樣品經(jīng)高效液相共檢測到17種氨基酸，包含7種人體必需氨基酸。另外，色氨酸通過分光光度法測得。

氨基酸測定結(jié)果，小球藻氨基酸含量為17.50%，其中必需氨基酸為6.17%，為總氨基酸的35.26%。

將小球藻必需氨基酸與幾種常見食物必需氨基酸進(jìn)行比較可知，小球藻必需氨基酸高于玉米和小麥，低于大豆餅、亞麻仁餅、芝麻餅、魚粉、豬肉和對蝦。與常見食物相比，小球藻EAAI值均超過1，當(dāng)n=6＞12時，EAAI＞0.95為優(yōu)質(zhì)蛋白源，說明小球藻是一種優(yōu)良的植物蛋白源。

1.4 維生素

小球藻中維生素測定結(jié)果顯示小球藻藻粉中含有多種維生素，其中水溶性維生素B1、維生素B3、維生素C以及脂溶性維生素E含量較高，分別為33.81、15.29、27.50、8.84mg/100g。小球藻與其它食物中維生素含量的比較顯示，小球藻中維生素B1及維生素B3的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常規(guī)食物，維生素B1及維生素B3含量是分別是淀粉和瘦牛肉的3.75、2.43倍；維生素C的含量豐富，可與韭菜及橙相當(dāng)；藻粉中維生素A、維生素E的含量較高，分別是雞蛋黃的1.35倍和1.75倍；小球藻藻粉中維生素B6含量為2.52mg/100g，高于常見食品；維生素B12含量低于動物類食品和黃豆，高于其他植物類食品，這是因?yàn)橹参镄允称分卸嗖缓S生素B12。Watanabe研究發(fā)現(xiàn)可食性藻類富含維生素B12，如：紫菜含有具生物活性之維生素B12，含量為32μg/100g~78μg/100g干重。

維生素是維持身體健康所必需的一類有機(jī)化合物，有研究顯示，維生素B1具有保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)的作用；還能促進(jìn)腸胃蠕動，增加食欲；維生素B2能夠促進(jìn)生長發(fā)育和細(xì)胞的再生，增進(jìn)視力；維生素B3促進(jìn)血液循環(huán)，使皮膚更健康，同時還能預(yù)防和緩解嚴(yán)重的偏頭痛；維生素C具有強(qiáng)的抗氧化能力，能抑制酪氨酸酶的形成，從而達(dá)到美白、淡斑的功效，是一種天然的抗氧化劑；維生素E能促進(jìn)生殖，抗自由基氧化、抑制血小板聚集等多種作用，還對燒傷、凍傷、毛細(xì)血管出血、更年期綜合癥、美容等方面有很好的療效。

本研究中小球藻藻粉維生素種類齊全，含量豐富，且多種成分高于常規(guī)食物，是一種天然的優(yōu)質(zhì)的維生素來源，加工成食品或保健品對改善維生素缺乏的人群的身體健康狀況具有重要的意義。

1.5 微量元素及礦物質(zhì)

小球藻含有豐富的礦物質(zhì)元素，其中以鉀、鎂、鈣、鐵和鋅5種元素含量最高，分別為12305.67、2064.28、879.0、280.92mg/kg和78.36mg/kg。重金屬鉛、汞、砷、鎘的含量均較低，且均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB2762-2012《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》），證明此藻粉是安全無毒害的。

小球藻包含有多種人體必需微量元素，如銅、鐵、鋅、硒、鉬、鉻、鈷及鎳等。盡管這些微量元素在人體內(nèi)含量極小，但它們對維持人體中的一些決定性的新陳代謝卻是十分必要的。鐵是構(gòu)成血紅蛋白的主要成分之一，缺鐵可引起缺鐵性貧血；缺硒會引起大骨節(jié)病發(fā)生，主要發(fā)生于青少年，嚴(yán)重地影響骨發(fā)育和日后勞動生活能力。國外曾有報道，機(jī)體內(nèi)含鐵、銅、鋅總量減少會降低免疫能力，助長細(xì)菌感染。小球藻富含多種礦物質(zhì)元素，由此可推斷小球藻具有作為人體必需微量元素的重要來源的潛能。

2、 結(jié)論

小球藻細(xì)胞中含有豐富的營養(yǎng)成分，粗蛋白質(zhì)、多糖、油脂、灰分、粗纖維和色素分別占藻粉干重的20.4%、34.28%、22.16%、12.20%、20.22%和4.50%。

小球藻細(xì)胞成分的利用除了提取油脂外，還應(yīng)得到綜合利用。例如在提取油脂制備生物柴油后，用于蛋白和多糖的提取，蛋白質(zhì)可以作為人體或動物食品的蛋白添加，而小球藻多糖具有調(diào)節(jié)機(jī)體免疫、抗腫瘤、抗病毒和抗輻射等多種生物學(xué)活性，可開發(fā)成保健食品或醫(yī)藥原料。

小球藻除了含有大量的蛋白質(zhì)、多糖和油脂等營養(yǎng)成分外，還含有多種活性物質(zhì)，具有較高的綜合利用價值。脂肪酸分析顯示藻粉中含有多種不飽和脂肪酸，其中包含兩種人體必需氨基酸——亞油酸和亞麻酸，含量分別為22.73%和14.87%；氨基酸種類豐富，必需氨基酸含量較高，可以作為人體或動物食品的蛋白來源；維生素含量豐富，尤其是維生素B1、B3和B6，可加工成食品或維生素保健品，改善因維生素缺乏而引起的不良反應(yīng)；藻粉含有多種生長的必需常量和微量礦物質(zhì)元素，其中鉀、鎂、鈣、鐵和鋅5種元素含量較高。

總之，小球藻細(xì)胞含有多種值得利用的成分，對其利用應(yīng)不僅局限于在制備生物柴油上，對其綜合利用也應(yīng)更加全面。