微藻在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用研究進(jìn)展

吳志剛，趙 璐

（日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院海洋技術(shù)系，山東 日照 276826）

0 引言

微藻屬光合自養(yǎng)原生生物，形態(tài)微小，需借助顯微鏡進(jìn)行辨別。微藻種類繁多，生長迅速，分布范圍廣，富含蛋白質(zhì)、必需氨基酸、脂類、藻多糖、維生素、蝦青素、色素和甾醇等營養(yǎng)物質(zhì)和生物活動(dòng)成分，被譽(yù)為“超級(jí)食材”，廣泛應(yīng)用于食品、生物醫(yī)藥、化妝品、農(nóng)業(yè)種養(yǎng)殖等領(lǐng)域，提取微藻生物活性物質(zhì)，進(jìn)行綜合開發(fā)利用已成為微藻研發(fā)的熱點(diǎn)。

建設(shè)海洋強(qiáng)國、發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)是我國重要的經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略。我國海域豐富，諸多沿海城市充分利用地域優(yōu)勢，深挖海洋微藻資源，將海洋微藻產(chǎn)業(yè)作為海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要突破口。如利用微藻開發(fā)海洋特色食品、功能性食品、餌料飼料、生物質(zhì)能源等。從食用微藻的種類及功能成分、營養(yǎng)價(jià)值、微藻在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢等方面進(jìn)行概述，旨在為微藻資源在食品領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用和微藻食品的研發(fā)提供參考和借鑒。

1 食用微藻的種類及生物活性物質(zhì)

人類食用藻類已有數(shù)千年的歷史，早在公元前2世紀(jì)到公元前1世紀(jì)，《爾雅》中便記錄了中國食用海洋藻類的歷史。螺旋藻的食用歷史最早于9世紀(jì)的卡內(nèi)姆-博爾努王國，居民在乍得湖中采集螺旋藻，烘干后做成薄餅，用于烹調(diào)清湯[1]。微藻是優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)原料，人工培養(yǎng)微藻可以在食物短缺的情況下作為傳統(tǒng)蛋白質(zhì)的補(bǔ)充。美國、日本、以色列等國家微藻商業(yè)化規(guī)模培養(yǎng)早于我國，現(xiàn)已成為微藻的主要產(chǎn)地[2]。2004年，極大螺旋藻和鈍頂螺旋藻在我國首次獲批作為新資源食品，開啟了微藻在食品領(lǐng)域應(yīng)用的先河。2009—2013年，鹽藻、雨生紅球藻、蛋白核小球藻和裸藻，獲得新資源食品資質(zhì)[3]。2018年和2021年，球狀念珠藻和擬微球藻分別獲批成為我國藻類新食品原料家族的一員。隨著微藻食品、功能性產(chǎn)品的開發(fā)，微藻的功效和應(yīng)用價(jià)值愈發(fā)受到關(guān)注和認(rèn)可。

藻類新食品原料基本信息見表1。

表1 藻類新食品原料基本信息

2 微藻在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用

微藻豐富的營養(yǎng)物質(zhì)和獨(dú)特的生物活性成分，及其保健功能和藥理特性，成為新產(chǎn)品研發(fā)的活躍要素，獲得了“超級(jí)食材”“未來食品”的稱號(hào)，已成為健康時(shí)代食品行業(yè)研究的熱門和焦點(diǎn)。目前微藻已廣泛應(yīng)用于焙烤食品、功能性食品、零食、飲料、酸奶、奶昔、意大利面和蔬菜湯中[4]。例如，擬微球藻通過人工培養(yǎng)、收集和干燥后制成藻粉，添加到食物中，可做成多種美味的微藻類食品。微藻食品所擁有的健康、營養(yǎng)和環(huán)保的理念，得到了消費(fèi)者的青睞和認(rèn)可。

2.1 微藻在風(fēng)味食品中的應(yīng)用

微藻營養(yǎng)豐富，螺旋藻和小球藻蛋白質(zhì)含量突出，蛋白質(zhì)含量為58%～70%，遠(yuǎn)高于普通的植物蛋白源，是牛肉的3倍。微藻中礦物元素和維生素含量高，種類豐富且成分均衡，如生育酚、維A、維B、抗壞血酸、泛酸、煙酸等，大量元素鉀、鈣、鎂，微量元素鐵、鋅、硒等，可以作為食品中重要的營養(yǎng)補(bǔ)充劑[5]。北美、歐洲和日本等國家，以微藻為原料，開發(fā)了包括米面制品、烘焙食品、零食、醬油等風(fēng)味食品和調(diào)味品。美國嬰兒食品品牌Hungry Tiger，研發(fā)了一款嬰幼兒零食-有機(jī)螺旋藻玄米條，高營養(yǎng)和增強(qiáng)免疫力成為該產(chǎn)品的主要賣點(diǎn)。日本升康力和石丸制面聯(lián)合研發(fā)的小球藻贊岐烏冬，與傳統(tǒng)贊岐烏冬外觀順滑白亮不同，其顏色呈深綠色，突出小球藻的營養(yǎng)特性和健康飲食理念，也是對(duì)傳統(tǒng)飲食的改革和創(chuàng)新。在我國，微藻常用于制作烘焙食品如餅干、面包等[6]。羅柳茵等人[7]研制的蛋白核小球藻面包，藻粉含量為0.87%時(shí)，營養(yǎng)價(jià)值、發(fā)酵效率和貯存性都優(yōu)于普通面包。制作韌性餅干時(shí)，添加蛋白核小球藻粉，可使餅干獲得最高的感官評(píng)價(jià)。

2.2 微藻在功能性食品中的應(yīng)用

在我國，微藻最主要的利用途徑是生產(chǎn)功能性食品、飼料和提取油脂。隨著健康主義、環(huán)保主義的盛行，微藻功能性食品產(chǎn)業(yè)迎來了快速發(fā)展的機(jī)遇，微藻片、微藻膠囊是市場上最常見的產(chǎn)品類型。微藻中的藻多糖、蝦青素、不飽和脂肪酸、β-胡蘿卜素、萜類化合物和維生素等，具有多樣的保健功能和藥理作用，使其在功能性食品中得以廣泛應(yīng)用。

螺旋藻是最早被用于功能性食品的微藻之一，早期產(chǎn)品如我國云南產(chǎn)的“綠A天然螺旋藻精片”等。螺旋藻具有抗氧化、抗病毒、抗菌、免疫調(diào)節(jié)及抑癌等生物學(xué)活性[8]。有研究表明，螺旋藻多糖還具有抑制幽門螺桿菌保護(hù)腸胃的功能。螺旋藻還可以與葛根、山藥、茯苓等藥物聯(lián)合使用，如葛根螺旋藻復(fù)合片?？寡趸瘎┛梢詼p少活性氧對(duì)人體的傷害，對(duì)健康有著積極的作用。微藻是天然抗氧化劑的來源之一，其抗氧化性活性一直是研究的熱點(diǎn)[9]。雨生紅球藻是天然蝦青素的最理想來源，其含量可高達(dá)10%。蝦青素抗氧化活性極強(qiáng)，是生育酚、β-胡蘿卜素、葉黃素等的10～100倍，具有抗衰老、緩解疲勞，預(yù)防心腦血管疾病、抗癌抗腫瘤等多種功效。雨生紅球藻產(chǎn)品有雨生紅球藻粉、蝦青素油、蝦青素微囊粉、膠囊產(chǎn)品等，如新西蘭CtoMi蝦青素軟膠囊，中國睿藻生物科技的蝦青素乳液等。

2.3 微藻在乳制品中的應(yīng)用

嬰幼兒配方奶粉是各乳粉企業(yè)競爭的重要版圖。奶粉中添加的DHA（二十二碳六烯酸）、EPA（二十碳五烯酸）均為長鏈多不飽和脂肪酸，主要功能是促進(jìn)嬰幼兒大腦和視網(wǎng)膜發(fā)育。配方奶粉中添加的DHA通常有魚油和藻油兩種類型，研究表明，微藻油為純天然的植物源，EPA含量低，抗氧化能力強(qiáng)，與魚油相比更有利于嬰幼兒吸收。澳大利亞已經(jīng)批準(zhǔn)了多款微藻源DHA用于嬰幼兒配方食品中，如微藻裂殖壺菌，并制定了DHA海藻油的規(guī)格、不飽和脂肪酸的含量參數(shù)等。在我國，伊利、貝因美、光明乳業(yè)等食品公司都采用添加微藻油的方法來提高產(chǎn)品中DHA含量[10]。純牛奶、酸奶、奶昔、乳飲料中添加微藻源的DHA、蝦青素、藻多糖等活性物質(zhì)，乳制品的花色品種愈加豐富，也為乳品市場增添了新活力。

2.4 微藻在食品添加劑中的應(yīng)用

食品添加劑被譽(yù)為現(xiàn)代食品工業(yè)的靈魂，是食品創(chuàng)新中最為活躍的要素。倡導(dǎo)“天然、營養(yǎng)、多功能”的食品添加劑成為食品工業(yè)的發(fā)展潮流，這恰恰與微藻的特性相契合。螺旋藻中的藻藍(lán)蛋白、蛋白核小球藻中的葉綠素和葉黃素、擬微球藻和鹽藻中β-胡蘿卜素，都是良好的天然食品著色劑。藻藍(lán)蛋白是唯一一種天然藍(lán)色色素，可以使食品呈現(xiàn)純凈清亮的藍(lán)色，給消費(fèi)者帶來強(qiáng)烈的視覺沖擊。在《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》（GB 2760—2014）中，藻藍(lán)蛋白作為食品著色劑可用于糖果、果凍、果味飲料中。同時(shí)藻藍(lán)蛋白可以參與人體代謝，具有免疫調(diào)節(jié)，促進(jìn)彈力蛋白合成和細(xì)胞再生等諸多功效，可用于醫(yī)藥和功能性食品中。微藻多糖的保健功效如提高免疫力、抗病毒、抑制腫瘤、抗衰老和抗病毒等，使其成為功能性食品領(lǐng)域備受追捧的對(duì)象。有研究表明，微藻多糖還具有增稠劑和乳化劑功能，具有殺菌、成膜特性，可用于食品、果蔬的表面涂膜，起到防腐保鮮的作用。

3 微藻食品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢和前景展望

透明市場研究公司的報(bào)告表明，在未來10年間，全球微藻市場年復(fù)合增長率約為5%，2030年底市值可達(dá)200億元，微藻飲料將成為食品應(yīng)用領(lǐng)域的主要產(chǎn)品。Data Bridge Market Research的結(jié)論同樣認(rèn)為，隨著亞太地區(qū)食品工業(yè)的發(fā)展，微藻食品市場將迎來快速發(fā)展的機(jī)遇。以“健康、營養(yǎng)、環(huán)?！睘槔砟畹奈⒃迨称罚现参锘称泛汀熬G色可持續(xù)”的發(fā)展趨勢，兼具保健功能和藥理作用，使之成為食品行業(yè)重點(diǎn)關(guān)注和研究的對(duì)象。雀巢、億滋、聯(lián)合利華、瑪氏等諸多國外食品巨頭已著眼微藻食品領(lǐng)域未來展開布局，加大微藻產(chǎn)品的研發(fā)投入，搶占市場先機(jī)，推出了一系列微藻特色產(chǎn)品。我國是世界微藻生產(chǎn)第一大國，微藻生物技術(shù)方興未艾，年產(chǎn)量超1萬t，占據(jù)全球市場的半壁江山。在我國，微藻主要用于飼料加工、微藻制油業(yè)和功能性食品，在食品領(lǐng)域的應(yīng)用存在明顯短板。微藻產(chǎn)品的出口以微藻粉為主，微藻的深加工產(chǎn)品占比較少，高附加值產(chǎn)物的提取和應(yīng)用還有很大的發(fā)展空間。食品企業(yè)對(duì)微藻產(chǎn)品的開發(fā)熱情不斷升溫，微藻食品花樣日新月異，但宣傳和推廣力度不足，如何開發(fā)微藻食品市場，引領(lǐng)健康食品消費(fèi)的新理念，是今后微藻食品領(lǐng)域需要研究的新課題。

4 結(jié)語

目前已知的微藻種類達(dá)數(shù)萬種，但我國批準(zhǔn)的新資源食品微藻僅8種，縱觀微藻產(chǎn)業(yè)未來，挖掘和培養(yǎng)可食用微藻前景十分廣闊。此外，盡管微藻食用的歷史非常悠久，營養(yǎng)、保健、環(huán)境可持續(xù)的功能毋庸置疑，但大部分消費(fèi)者對(duì)微藻產(chǎn)品比較陌生，微藻的腥味使產(chǎn)品在口味口感上難以獲得認(rèn)可。食品企業(yè)應(yīng)加大宣傳科普力度，打造微藻食品營養(yǎng)和環(huán)保的健康形象，并采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，改良產(chǎn)品風(fēng)味，使消費(fèi)者獲得更佳的飲食體驗(yàn)。