螺旋藻在飼料中的應用研究進展

余 頡,董秋燕

(湖北生態(tài)工程職業(yè)技術(shù)學院，湖北 武漢 430200)

1 引言

螺旋藻(Spirulina)是藍藻門顫藻科中的一個屬，是目前所知營養(yǎng)成分最全面、最均衡的天然食品之一，其蛋白質(zhì)的含量高達60%～70%，含有豐富的多糖、不飽和脂肪酸、維生素以及礦物質(zhì)。螺旋藻具有增強免疫力、抗衰老、抗癌癥等功效，是理想的食物及藥物資源，早在400年前墨西哥等地就已經(jīng)開始食用螺旋藻[1]。螺旋藻以其豐富的營養(yǎng)價值和醫(yī)療保健功能，成為近年來開發(fā)利用最高的資源之一，廣泛應用于飼料、保健食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域。本文旨在分析螺旋藻的營養(yǎng)成分和生物活性物質(zhì)，對螺旋藻在動物飼料應用方面的科研成果做簡要綜述。

2 螺旋藻的營養(yǎng)物質(zhì)和活性成分

2.1 蛋白質(zhì)和氨基酸

螺旋藻是一種高蛋白藻類，其蛋白含量達到60%～70%，高于其他蛋白食品，如黃豆、牛奶等，目前世界上還沒有一種可食性動植物體的蛋白含量超過螺旋藻。螺旋藻所含蛋白基本是水溶性蛋白，具有質(zhì)量好、消化率高等特點，能夠很好地被動物和人體吸收利用。

氨基酸在人體內(nèi)主要參與細胞中蛋白質(zhì)的合成，如果缺少其中某一種氨基酸，那細胞所需的特定蛋白質(zhì)便不能被合成。螺旋藻含有豐富的氨基酸，其中必需氨基酸的含量接近或超過了FAO推薦的標準[2]。由于螺旋藻氨基酸成分全面，所以人體吸收利用螺旋藻的效率也越高。

2.2 多糖類

藻多糖是由多個不同或相同的單糖分子通過糖苷鍵相互連接形成的聚合物，藻多糖主要是水溶性多糖，存在形式以動物淀粉性多糖為主。動物淀粉性多糖，能夠貯存于人體的肝臟與肌肉組織中，為人體提供能量；同時能夠能促進血液循環(huán)，促進體內(nèi)激素的分泌。

2.3 脂肪酸類

螺旋藻能夠成為食物資源的一大關(guān)鍵是它具有高蛋白低脂肪及脂肪質(zhì)量高的特性。螺旋藻脂肪含量為6%～7%，所含脂肪幾乎全部是不飽和脂肪酸，膽固醇含量極低。其不飽和脂肪酸主要是γ-亞麻酸、二十二碳六烯酸和二十碳五烯酸。

螺旋藻是迄今為止發(fā)現(xiàn)的光合作用生物中唯一含有大量γ-亞麻酸的物種，γ-亞麻酸含量高達11970 mg/kg藻粉，占藻體脂肪酸類的20%～30%。γ-亞麻酸在機體內(nèi)起著非常重要的調(diào)節(jié)作用，是構(gòu)成磷脂的重要成分。

2..4 維生素類

螺旋藻富含各種維生素，特別是維生素A、維生素E、維生素B。維生素A是構(gòu)成視覺細胞中視紫紅質(zhì)的主要成分，有助于維持正常的視覺功能。

螺旋藻還含有豐富的色素，其中葉綠素0.8%，β-胡蘿卜素0.23%，葉黃素0.12%～0.15%，藻藍素12%～15%[3]。螺旋藻中葉綠素的主要類型是葉綠素a，是構(gòu)成血紅蛋白的原料之一，通過攝入螺旋藻可以促進機體內(nèi)血紅蛋白的合成，促進骨髓造血功能，防止貧血的發(fā)生。

2.5 礦物質(zhì)類

螺旋藻礦物質(zhì)含量隨產(chǎn)地的不同而有細微的差別，一般來說都包括鈣、鐵、磷、鉀、鎂、錳、鋅等。螺旋藻礦質(zhì)元素中含有相當比例的有機態(tài)礦質(zhì)元素，可以調(diào)節(jié)人體免疫功能，增進人體健康[1]。

2.6 超氧化物歧化酶(SOD)

超氧化物歧化酶(SOD)是一種能夠清除機體內(nèi)氧自由基，平衡氧化還原機制，避免體內(nèi)自由基過剩引起不良反應的金屬酶。螺旋藻中SOD活力高，每100 g藻粉中SOD的酶活力為20000～60000 U。SOD是抗氧化、抗衰老的重要物質(zhì)之一，歐美地區(qū)在1988年已經(jīng)將SOD作為藥物用于臨床治療，并且取得良好療效。

3 螺旋藻的生理功能

3.1 抗氧化

螺旋藻具有抗氧化作用，能夠有效地清除多余的氧自由基，將體內(nèi)自由基含量維持在一定水平。Miranda等研究發(fā)現(xiàn)，螺旋藻的抗氧化性不僅能夠作用于體外，還可以作用于體內(nèi)。他們將成年老鼠分為兩組，實驗組每天喂食5 mg螺旋藻，還額外補充老鼠血漿；對照組不喂食螺旋藻，不補充血漿。兩個星期后，實驗組老鼠腦漿中TBARS抑制率為97.0%，對照組TBARS抑制率為74.2%，實驗說明螺旋藻能夠阻礙機體內(nèi)的脂質(zhì)過氧化作用，防止自由基過剩。

3.2 增強免疫力

螺旋藻能夠促進免疫球蛋白IgA的分泌，IgA的分泌量與螺旋藻攝入量成正相關(guān)。螺旋藻還能夠刺激IL-1b、IL-4、IFN-γ的分泌，維持細胞因子Th-1和Th-2平衡，為抵抗病原體提供強有力的保證。血清中免疫球蛋白IgE水平的升高是過敏性疾病最有力的提示，研究表明，高放射區(qū)生活的兒童連續(xù)攝入螺旋藻45 d后，他們體內(nèi)的IgE含量恢復到正常水平，避免了超敏反應的發(fā)生[3]。

3.3 降血脂

亞麻酸可以防止肝臟和血管中膽固醇和三酰甘油的積累，降低人體血液中膽固醇濃度，預防高血脂。Fong等通過給患有高血脂癥的小鼠喂食螺旋藻，發(fā)現(xiàn)螺旋藻可以有效地降低機體內(nèi)血脂含量。Ramamoorthy等通過臨床試驗發(fā)現(xiàn)，給膽固醇水平在250 g/dL以上的患者喂食不同劑量的螺旋藻，劑量越高膽固醇水平降低的越明顯，甘油三酯、LDL、極低密度脂蛋白(VLDL)、HDL含量也顯著下降，在此過程中患者沒有出現(xiàn)任何副作用，說明螺旋藻是一種優(yōu)良的降血脂藥物。

3.4 抗癌癥

目前利用天然產(chǎn)品預防、緩解或者輔助治療癌癥已經(jīng)成為研究焦點，研究發(fā)現(xiàn)螺旋藻能夠有效的防癌、抑癌，是預防癌癥的最佳產(chǎn)品之一。Mathew等發(fā)現(xiàn)，患有癌癥的病人在攝入螺旋藻一年后，體內(nèi)的病變癌細胞45%回歸正常，說明螺旋藻能夠有效地治療癌癥。螺旋藻的活性成分能夠直接作用于DNA的修復機制，通過對免疫系統(tǒng)的影響消除病變細胞，抑制癌癥的發(fā)生。

3.5 螺旋藻的其它生理功能

螺旋藻能促進益生菌的生長，患有盲腸的小鼠在攝入螺旋藻后，體內(nèi)乳酸菌的數(shù)量是對照組的3倍[4]。螺旋藻能夠緩解重金屬中毒，降低體內(nèi)重金屬如汞、鉛、鉑等的含量，治療機體的急性腎炎。螺旋藻藻藍蛋白還具有抗輻射的功能，輻射后的小鼠在喂食藻藍蛋白后，體內(nèi)脫氧化氫酶數(shù)量、磷酸鹽水平等恢復正常，減弱了X射線照射后的副作用[6]。

4 螺旋藻在飼料中的應用

4.1 螺旋藻在水產(chǎn)飼料中的應用

螺旋藻作為飼料或飼料添加劑應用于蝦類養(yǎng)殖業(yè)取得了良好效果，它提高了蝦的成活率和繁殖率，增強了蝦的免疫力，降低了死亡率；同時，有利于蝦體增長和幼蝦生長性能的提高，提高了蝦的增重率和含肉率。何金星等[7]在克氏原螯蝦飼料中添加不同劑量的螺旋藻，喂食21 d后，成、幼蝦組增重率分別在15.49%～27.36%和83.82%～103.69%之間，日增重率在1.03%～1.82%和5.59%～6.55%之間。研究表明，螺旋藻能夠促進蝦的生長，提高蝦的含肉率和SOD活力，而且螺旋藻作用于幼蝦效果更明顯[5]。

螺旋藻不僅能促進蝦的生長，而且還可以提高飼料本身的利用率，改善肝指數(shù)，增加機體內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)。劉立鶴[6]等研究發(fā)現(xiàn)，隨著螺旋藻添加量的增加，南美白對蝦肝體指數(shù)(HSI)呈現(xiàn)一定的下降趨勢，說明螺旋藻具有護肝的作用；同時，螺旋藻還能改善蝦體脂肪酸的沉積，增加蝦體的維生素和礦物質(zhì)含量。

螺旋藻能夠促進魚類的生長發(fā)育，增強抗病力，提高繁殖率和成活率，加強魚類的觀賞價值。魚類的觀賞價值主要取決于魚的品種和體色，品種相同時，體色是觀賞魚類市場價值評價的唯一標準。魚類自身不能合成類胡蘿卜素只能從食物中獲得，螺旋藻含有豐富的β-胡蘿卜素，β-胡蘿卜素在動物體內(nèi)會被轉(zhuǎn)化成蝦青素或者斑鰲黃質(zhì)，具有增色效應。錦鯉的體色隨著飼料中螺旋藻添加量的增加而變得更加艷麗，同時隨著螺旋藻添加量的增加，魚體生長加快，增加了錦鯉的體長和體重，增強了錦鯉活力[7]。姜志強等人研究發(fā)現(xiàn)飼料的蛋白水平對錦鯉的體色、生長、免疫水平有一定的影響，投食螺旋藻后，實驗魚體內(nèi)類胡蘿卜素含量、SOD活力、谷丙轉(zhuǎn)氨酶活力、免疫指標都明顯升高，且具有增色效應。金魚體內(nèi)混合色素和葉黃素含量隨著螺旋藻投喂量的增加而增加，體色更鮮艷，金魚的體重也顯著增加，生病率顯著下降，生長周期縮短[8]。

螺旋藻還可應用于其他水產(chǎn)類養(yǎng)殖業(yè)。寧運旺等人在幼鱉飼料中添加螺旋藻，使幼鱉攝食量提高18.6%～23.5%，體重增加，促進幼鱉橫向生長，發(fā)病率減少，幼鱉腹部顏色加深，更重要的是幼鱉養(yǎng)殖利潤提高18.1%～18.7%，提高了市場價值。河蟹養(yǎng)殖業(yè)用螺旋藻作為飼料或飼料添加劑，可以提高產(chǎn)率，縮短生產(chǎn)周期，降低成本，具有顯著地經(jīng)濟效益。河蟹喂食螺旋藻后育苗時間縮短13%，育苗成活率提高10.6%，而且幼體的色澤和活力均有明顯增加[9]。螺旋藻還可以替代魚粉促進水產(chǎn)類的生長，提高水產(chǎn)類的成活率和體重率，減少魚粉使用量，降低生產(chǎn)成本。

4.2 螺旋藻在畜禽飼料中的應用

螺旋藻不僅應用于水產(chǎn)類養(yǎng)殖業(yè)，還應用于畜禽類養(yǎng)殖業(yè)，其中主要應用于雞類養(yǎng)殖業(yè)。雞飼料中使用適量的螺旋藻，可以有效地提高雞的成活率和日增重，增強雞的免疫力和抗病力，提高飼料轉(zhuǎn)化率，降低飼料消耗，還能改善雞肉的品質(zhì)，增加經(jīng)濟收入。據(jù)研究發(fā)現(xiàn)[10]，一方面，肉雞的免疫功能和抗氧化性隨著飼料中螺旋藻含量的增加而增加，喂食螺旋藻后，肉雞的脾指數(shù)、胸腺指數(shù)、法氏囊指數(shù)、血清免疫球蛋白A、免疫球蛋白M和免疫球蛋白G含量顯著升高，增強了肉雞的免疫力；另一方面，肉雞血清中SOD與GSH-Px活力增加，可以消除體內(nèi)多余的氧自由基，維持體內(nèi)自由基的動態(tài)平衡。螺旋藻作為飼料添加劑，是一種較好的免疫增強劑與抗氧化劑。

斷奶仔豬使用螺旋藻添加劑后，攝食量增加，腹瀉率降低，促進營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，日增重提高，經(jīng)濟收益提高。何英俊等[11]研究發(fā)現(xiàn)螺旋藻還可以改善豬肉的品質(zhì)，豬的瘦肉率隨著螺旋藻添加量的增加而增加，屠宰率也相應有所提高，相應的脂肪率隨著添加量的增加而減少。

5 結(jié)語

中國是一個畜牧業(yè)大國，隨著我國畜牧業(yè)的不斷發(fā)展，飼料資源日益緊張，以動物蛋白為原料的飼料易受到病毒、細菌的污染，影響動物體的健康，從而威脅人類健康，所以開發(fā)新型綠色飼料越來越受到人們的關(guān)注。螺旋藻富含豐富的營養(yǎng)成分和活性物質(zhì)，具有增強免疫力、提高繁殖率、改善肉質(zhì)等功效，是一種優(yōu)良的綠色飼料來源。由于螺旋藻生產(chǎn)成本高，目前螺旋藻在飼料領(lǐng)域中沒有得到足夠的推廣使用。相信隨著我國螺旋藻生產(chǎn)工業(yè)的推廣和規(guī)范化，螺旋藻這一優(yōu)質(zhì)綠色飼料會發(fā)揮巨大作用。