微藻在食品中的研究应用进展

人类对食用微藻并不陌生，早在九世纪，非洲就有人食用节旋藻。而现今微藻通常被作为营养添加剂进行销售，并称其为“超级食品”可以用作于制作“时尚”食品的配料。

随着人们对微藻的营养保健和药理作用的深入认识，我国对微藻的研究和利用也越来越受重视，特别是在近几年我国先后公告一些药食同源的新资源食品，使得微藻在食品中的应用研究应用变的越来越受人们所重视。

目前微藻多以粉末和溶液的形式应用于食品开发，少量研究应用于替代肉制品，补偿减盐食品风味和食品抑菌防腐。

1、微藻基食品开发应用

① 微藻在保健品中的应用

微藻含有丰富的蛋白质、脂质、多糖、虾青素、维生素和胡萝卜素等活性物质，具有一定药理作用，使其在保健品中的应用十分广泛。目前市场上，微藻藻片和胶囊是主要的微藻类保健产品，其生产设备简单，成本低，加工条件温和且不会破坏微藻内的活性物质，而广受加工厂的喜爱。

雨生红球藻中含有丰富天然虾青素，约占其含量的 15% 左右。虾青素作为一种抗氧化剂的天然原料，具有抗衰老和提高机体免疫能力的药理作用。小球藻（Chlorella sp.）在生产叶黄素等多种天然功能成分方面具有巨大潜力，其生产的叶黄素是传统万寿菊花瓣叶黄素的3~6倍。

杜氏盐藻（D. salina）是天然β-胡萝卜素的主要来源，在特殊的培养工艺下，杜氏盐藻（D. salina）中的 β-胡萝卜素在总类胡萝卜素中的比例可达98.5%，约占其干重的13%。杜氏盐藻（D. salina）与螺旋藻（Spirulina sp.）中的 β-胡萝卜素提取物已被批准用于食品生产。

② 微藻在面制品中的应用

微藻除了可以制作保健食品外，还可以在普通食品中添加应用。将微藻及其提取物添加到普通食品中，不仅保留有微藻丰富的营养和生理保健功能，又具有普通食品的色香味。以微藻为原料进行主食丰富和营养强化是食品科技领域日益增长的趋势。

研究报道，在面粉中添加钝顶螺旋藻（S. platensis）9%，蛋白质含量可增加4倍。在面包棒中添加小球藻（Chlorella sp.）和钝顶螺旋藻（S. platensis），可增加铁和硒的含量，颜色与质地也更加稳定。制作饼干时，在配方中添加1.04% 的蛋白核小球藻，饼干具有最高的感官评价，当添加的藻量过少时，制成的饼干颜色过浅、口感欠佳；而添加量过多时，制成的饼干颜色过深，且有很浓的海藻腥味。

研究显示蛋白核小球藻作为添加剂用来制作面包，当在制作过程中添加0.87%的蛋白核小球藻时，添加有小球藻的面团发酵效率更高，制作而成的面包具有更好的弹性，并且在色泽、口感和形态方面都会比没有添加小球藻制作而成面包要好。小球藻的添加不仅可以有效的延缓面包的老化，而且还延长了面包的货架期。

日本早在上世纪七十年代就已经开始研究微藻类的食品，现已经研制出可安全食用的绿藻面条，并且已经开始批量生产。绿藻面条中微藻添加量在 0.1%~1% 左右，在面条中加入微藻不仅使其具有独特的口感风味和颜色，还会使面条的弹性和韧性得到改善。

2、微藻替代肉类蛋白

肉类替代物通常使用植物蛋白进行制备，植物蛋白食品具有低脂肪、低胆固醇的优势，广受消费者喜爱。但与动物蛋白相比，大多数植物蛋白在人体中的利用率较低，而多种微藻的蛋白利用率优于小麦等谷物蛋白，与大豆蛋白相当，如斜生栅藻（Scenedesmus obliquus）、颗粒微拟球藻（Nannochloropsis granulate）和钝顶螺旋藻（S. platensis）利用率分别达88%、82%、81%。

此外，微藻蛋白中必需氨基酸的含量较其它食品而言，与 WHO/FAO 的参考标准更为贴近。小球藻（Chlorella sp.）和钝顶螺旋藻（S. platensis）中蛋白的必需氨基酸指数高于小麦、玉米等谷物蛋白，与肉类蛋白及大豆蛋白相当。因此，微藻蛋白已成为人造肉生产中肉类替代物的理想选择，是未来食品蛋白质的潜在来源。

微藻作为肉类蛋白替代物可以提升产品的营养价值，改善感官特性。研究发现，在水分含量为60%的情况下，大豆蛋白与微藻蛋白以7:3 比例生产的人造肉蛋白含量显著提升，且蒸煮后的质地与鸡肉类似。小球藻（Chlorella sp.）和螺旋藻（Spirulina sp.）蛋白的添加增加了牛肉饼中氨基酸的浓度，其中含量最丰富的为鲜味氨基酸（天冬氨酸和谷氨酸）和赖氨酸。添加螺旋藻（Spirulina sp.）的鱼类产品（例如由鲤鱼和须贝制做的汉堡肉饼）抗氧化活性明显增强，产品的持水与持油能力显著提升，表现出更好的质地与感官属性。

此外，微藻蛋白的物化特性对肉制品加工十分重要，研究表明，微藻蛋白与豆类蛋白的添加均提高了牛肉饼的氨基酸含量，并且不会影响嫩度、咀嚼性、蒸煮损失、硬度等感官特性。总之，微藻丰富的蛋白含量、营养价值和高生长率，是作为肉类替代物的理想选择，但由于微藻含有腥味以及色泽的限制，其制品的感官品质仍需进一步优化。

3、补偿减盐食品风味

研究表明，微藻提取物作为调味剂加入食品中，可将钠的添加量减少30%。微藻蛋白通过降解可以产生大量的肽类和游离氨基酸，包括咸味肽、鲜味肽、鲜味氨基酸（谷氨酸和天冬氨酸）等，从而产生较强的咸味和鲜味。鲜味和咸味具有协同相互作用，鲜味物质可以增强咸味的强度，同时，少量食盐的存在又会增强鲜味感知。

周氏扁藻（Tetraselmis chui）具有较浓的鲜味、螃蟹味和鱼腥味，而三角褐指藻（P. tricor- nutum）具有较浓的鲜味和贝类风味，且二者中二甲硫醚、三甲胺和脂质衍生的醛、醇和酮等海鲜香气化合物与海鲜调味料中的含量类似，因此它们具有作为微藻基风味增强剂的潜力。

此外，微藻中含有大量具有海鲜香气的挥发性有机化合物，包括脂肪酸衍生的醛、酮和醇。钝顶螺旋藻（S. platensis）中的风味物质主要为己醛（鱼腥味）、（E,Z）-2,4-癸二烯醛（鱼腥味）和 1-辛烯-3-醇（脂肪味和泥土味），三角褐脂藻（P. tricornutum）中主要风味物质是己醛（鱼腥味）、庚醛（脂肪味和木头味）、辛醛（脂肪味）和 1-辛烯-3-醇，这些物质可以显著增强食品的风味，例如鲜味、肉味和烘烤味。但腥味作为微藻风味的典型特征之一，导致微藻的应用领域受限。

4、食品抑菌防腐

微藻能够抑制细菌生长及其生物膜的形成，在食品保藏抑菌方面具有重要作用。蓝藻、硅藻、绿藻、甲藻、裸藻等微藻中的多种提取物均被证实具有抑菌和杀菌活性。微藻中的不饱和脂肪酸可以抑制生物膜重要代谢途径中的电子传递和氧化磷酸化，从而起到抗菌的作用。肉豆蔻酸、棕榈酸、油酸和二十碳五烯酸也显示出有效的抗菌活性。

研究发现，从杜氏盐藻（D.salina）中提取的ω-3不饱和脂肪酸和ω-6不饱和脂肪酸在5 mg/mL 浓度下能有效抑制单核细胞增生李斯特菌ATCC 7644 的生长。从雨生红球藻（H.pluvialis）中提取的脂肪酸对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有显著的抗菌作用。微藻中的生物活性物质是食品防腐剂的潜在来源，有益于在食品加工、储存、运输以及销售环节有效保证食品品质，提高食品安全性以及货架期。

现有研究表明，微藻不仅营养成分全面，而且具有抗氧化、促免疫等微藻活性物质功能成分，对人们的健康有积极的作用。随着人们健康意识及对健康食品的要求逐渐提高，微藻已逐渐在大健康领域中崭露头角。微藻产业也从简单的生产藻粉，逐步进入精深加工领域，如微藻活性物质的提取纯化、微藻产品的研制开发等。

不过，微藻在食品领域的应用，除了需要发展微藻本身的养殖技术，降低微藻作为食品原材料的成本外，还需要对微藻食品进行规范管理，制定市场规范，完善市场监督，保证藻粉或微藻产品的食用品质，保证微藻产品的食用安全，这样才能有效促进微藻在食品工业的应用之路越走越宽广。

参考资料：

[1]闫新璐,刘倩倩,侯庆安等.微藻的功能特性及其在食品中的应用研究进展[J].食品工业科技,2024,45(02):392-400.

[2]胡浩杰,田双起,赵仁勇等.新资源可食用微藻的活性物质提取及其在食品中应用研究进展[J].食品工业科技,2022,43(02):390-396.

[3]陈东,钱为强,林凤娟.微藻主要营养成分及其在食品中的应用研究进展[J].南方农业,2023,17(05):44-47+53.

作者简介：

小泥沙，食品科技工作者，食品科学硕士，现就职于国内某大型药物研发公司，从事营养食品的开发与研究。