藻類保健功能及保健食品應用與開發

王志鋼 劉彬 于春媛 周立新

摘?要：綜述了藻類的主要保健功能及目前注冊保健食品中的藻類應用現狀，并對此類產品的開發提出建議。

關鍵詞：藻類;保健功能;保健食品;注冊;開發

藻類是植物界中有光合作用色素的一類自養原植體植物，廣泛分布于浩瀚的大海、內陸水域和其他環境中，是人類重要的食物資源之一。藻類的種類繁多，迄今為止，已發現6 000多種不同的海藻，其中約有70多種可供人類食用。藻類營養均衡、全面、易被人體吸收，有“微型營養庫”之稱，如海帶、紫菜等蛋白質含量比一般蔬菜高，甚至比我國居民的主食秈米還高。而且，藻類食品中礦物質、維生素含量也相當豐富，尤其碘的含量比一般陸生植物性食品都高，是我國大部分地區補充碘的特殊食品[1]。另外，藻類還含有許多種生理活性物質，具有特殊的保健功能。

1?藻類的保健作用

藻類作為食品，有其特殊的營養成分，不僅味道鮮美，而且還有一定的食療作用。藻類中的營養成分主要包括蛋白質和氨基酸（3%～8%）、糖類（20%～60%）、脂肪（不飽和脂肪酸）、維生素和無機質微量元素等五大類[2]。目前食用廣泛且研究較為深入的藻類有海帶、紫菜、螺旋藻、小球藻、鹽藻等。

1.1?免疫調節作用

螺旋藻中含有多種可增強機體免疫功能的活性成分，如類胡蘿卜素、藻藍蛋白、螺旋藻多糖和γ-亞麻酸等。其中，藻多糖和藻藍蛋白均能增強骨髓細胞的增殖活力，促進胸腺、脾臟等免疫器官的生長和促進血清蛋白的生物合成，因此螺旋藻具有較好的免疫增強作用[3]。小球藻主要是通過提高巨噬細胞的吞噬能力，促進淋巴細胞轉化，增加淋巴細胞數，增強自然殺傷細胞的活力來提高機體的免疫力[4]。

1.2?抗氧化作用

藻類在逆境脅迫和長期進化中產生了很多抗氧化物質。趙淑銳等[5]研究了螺旋藻體外清除活性有機氮自由基、羥自由基（·OH）、一氧化氮（NO）自由基、超氧陰離子（·O2-）自由基的作用機理，結果表明，螺旋藻對于上述4種自由基具有較好的清除作用，且清除率與螺旋藻的濃度呈正相關。小球藻、綠球藻以及雨生紅球藻的蝦青素含量較高，其中雨生紅球藻含蝦青素最高，可達到干基重量的4%～5%[6]。而蝦青素是一種天然抗氧化劑，其抗氧化能力遠高于維生素C和維生素E，屬于超強抗氧化劑，且光穩定性高、色樣特性高、容易被人體吸收。鹽藻的抗氧化作用可能是來源于其富含的β-胡蘿卜素及維生素E[7]。

1.3?降血糖作用

與一般的降血糖藥物相比，螺旋藻作為一種天然的海洋植物，不僅具有較為理想的降糖效果，且毒副作用小。常雪瑩等[8]研究了螺旋藻多糖對糖尿病大鼠血糖及胰島素水平的影響，得出螺旋藻多糖可降低血糖，增加血清中胰島素含量和β細胞功能指數，推測可能的作用機制是通過修復受損的胰島細胞，增加β細胞胰島素的分泌發揮作用。史珅等[9]通過實驗對小球藻和螺旋藻的營養成分及其降血糖活性進行了對比研究，發現從輔助降血糖功能評價的角度，螺旋藻與小球藻均有效，且分別更加擅長改善糖耐量和降低空腹血糖，兩者在作用機制上有高度互補性。

1.4?降血脂作用

M.Serban等[10]搜集Pubmed和Scopus兩個數據庫的隨機對照實驗，采用Meta分析法評價了螺旋藻對血脂濃度的影響，結果表明，螺旋藻的膳食補充劑能有效降低血液中總膽固醇（TC）、低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）和甘油三酯（TG）的濃度，同時部分升高高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）的濃度。小球藻具有抑制脂肪吸收，刺激高脂肪食品排出的功能。這主要是由于在脅迫條件（如高光、缺氮等）下，小球藻會積累大量的脂肪酸，其中不飽和脂肪酸含量十分豐富，能起到調節血脂、降低血黏的作用[11]。羅寧泰等[12]研究了以海帶為主要原料的海藻功能性食品的降血脂作用，實驗以血脂康作為對照組，結果發現，海藻功能性食品可顯著抑制高脂飼料小鼠血漿TC、TG、動脈粥樣硬化指數（AI）的升高與HDL-C的降低，可預防試驗小鼠高脂血癥與動脈粥樣硬化的形成，其作用呈現出一定的量效關系。

1.5?減肥及潤腸通便作用

藻類以其低脂肪、低熱量、高纖維而成為減肥的良方。古代《食療本草》中就曾記載昆布（海帶）“下氣，久服瘦人”[2]。藻類中含有大量的膳食纖維，一方面可以使體內攝入的熱能減少，使腸道內營養的消化吸收下降;另一方面也可以促進胃腸蠕動，將有害物質排出體外，保持腸道健康。螺旋藻中富含的苯基氨基酸，能影響腦部控制胃口、均衡食欲，有效地調節人體脂肪含量，還能免除其他減肥形式給人帶來的饑餓感[13]。

1.6?其他

此外，藻類食品還有提高缺氧耐受力、保護肝臟、抗輻射等保健功能，特殊的如DHA藻油還有改善記憶、促進大腦和視網膜發育的作用[14]。

2?藻類在保健食品中的應用現狀

開發藻類用于保健食品的研究始于20世紀70年代，在此之后藻類保健食品市場不斷擴大。自原衛生部2004年公告發布螺旋藻作為藻類原料中第一個新資源食品后，至今已陸續審批通過了8種藻類新食品原料，藻類作為保健食品原料的應用也漸趨增多。以海帶、螺旋藻、DHA藻油等為代表的藻類原料已成為我國保健食品申報中的常見原料。近兩年螺旋藻、鹽藻及其提取物、DHA藻油等已列入保健食品備案原料目錄研究專項課題，同時國家市場監督管理總局近期發布的保健食品原料目錄征求意見中就包含有螺旋藻。通過原國家食品藥品監督管理總局數據查詢，經統計，1997年保健食品注冊審批開始至今，我國批準注冊的藻類保健食品已達300余個。藻類作為保健食品中的一類特殊原料，與菌類比較相似，其選用的原料和申報的保健功能也同樣呈現出較為集中的特點[15]。

2.1?原料使用情況

目前食用藻類保健食品中，以螺旋藻、DHA藻油、海帶/昆布等原料的使用頻次最高。其中，海帶屬于普通食品，在中藥中常用的昆布（藥用來源為海帶或昆布）屬于既是食品又是藥品的原料，螺旋藻和DHA藻油屬于新食品原料，用于保健食品的螺旋藻有兩個品種：鈍頂螺旋藻和極大螺旋藻。匯總可用于保健食品的藻類原料具體名單見表1和表2。

2.2?保健功能

批準注冊的藻類保健食品所聲稱的保健功能常見的主要有增強免疫力、輔助改善記憶、輔助降血脂、減肥、提高缺氧耐受力、抗氧化、對輻射危害有輔助保護功能等，產品的保健功能與配方中采用的藻類食用原料有很大關系，比如保健功能為輔助改善記憶的主要是含DHA藻油的配方，保健功能為減肥的主要是添加海帶/昆布的配方。因配方中原料采用螺旋藻產品居多，增強免疫力的保健功能也最多，占比超過了1/2。

2.3?功效成分/標志性成分分析

藻類中含多種功效成分，如蛋白質、DHA、多糖、粗纖維、胡蘿卜素、蝦青素等。目前藻類保健食品因配方組成各異，保健功能不同，功效成分/標志性成分的選擇也不一。其中，螺旋藻類保健食品多以蛋白質和類胡蘿卜素為標志性成分，DHA藻油類保健食品以二十二碳六烯酸（DHA）作為功效成分，雨生紅球藻類保健食品以蝦青素作為功效成分。

3?藻類保健食品的開發

3.1?適應消費需求，開發多元化系列化的產品

我國藻類資源豐富，藻類食用和藥用歷史悠久，隨著健康生活理念的深入人心，人們對藻類保健食品的需求也日漸增長，采用藻類原料制成的保健食品在市場上一度受到人們的喜愛和追捧，比如以螺旋藻主打的增強免疫力系列產品、以杜氏鹽藻主打的改善視力系列產品和以DHA藻油主打的改善記憶系列產品。但與此同時，我國常用于保健食品的藻類原料還比較有限，在市場上被廣大消費者普遍認知和接受的藻類保健食品也僅僅是那么幾種，藻類產品還未能實現多元化和系列化的開發，整個產業的發展明顯滯后于日益旺盛的市場需求。針對這種狀況，我國的藻類保健食品開發應按照科學的方法，因地、因材制宜，結合傳統中醫藥辯證組方，開發新劑型、新口味、新產品，提高產品的質量、檔次，適應市場多樣性和多層次的需求。例如，以螺旋藻和菌類中藥茯苓為特色原料開發的復合保健飲料[16]，以雨生紅球藻為主要原料，配伍當歸、枸杞等滋補藥材制成適合女士服用的雨生紅球藻保健酒[17]。

3.2?精深加工，開發高附加值的新型保健食品

藻類保健食品開發的核心問題是藻類生物功能活性成分的應用，然而應用的前提是對活性成分的功能、活性強度的了解。因此，進一步挖掘藻類的新食品原料，并分離、純化、鑒定出活性功能因子是藻類保健食品未來基礎研究的重點。一方面，充分借鑒世界上其他海洋國家和地區的藻類功能食品研究成果，比如韓國食品和藥品安全部門于2016年將6種馬尾藻類載入新食品原料目錄，韓國水產科學院也正在利用鋸齒馬尾藻進行健康功能食品的開發[18]。另一方面，綜合利用現代生物技術和食品工業新技術，通過功能活性物質制備、目標結構改性、安全質控和產業化開發等手段，發展精深加工技術，推出新型藻類保健食品，提高其附加值，滿足社會對藻類食品多樣化、營養化、安全化和優質化的需求[19]。比如采用微囊化技術，不僅可以提高DHA藻油和蝦青素等的穩定性，還能掩蓋藻類的腥味，食用方便[20-21]。

3.3?藻類保健食品開發中存在的問題及對策

3.3.1?從源頭上控制和監測原料的質量安全?藻類可以從環境中富集鐵、鋅、鈣等礦物質，這被認為是它的一大營養優勢。然而，它也會從環境中富集重金屬，如鉛、砷、鎘、汞等。重金屬污染可對藻類的生長及藻類食品安全性產生影響。如鉛含量超標會對人體特別是兒童的腦部神經系統和腎臟造成很大傷害;砷含量超標可引起真皮基部細胞和鱗片細胞的癌變。因此，在藻類的利用和加工過程中必須及時檢測和有效地控制鉛和砷的含量[22]。《食品安全國家標準 藻類及其制品》GB 19643中要求污染物限量應符合GB 2762的規定[23]，在GB 2762中規定藻類及其制品（螺旋藻及其制品除外）的鉛限量為1.0 mg/kg，螺旋藻及其制品的鉛限量為2.0 mg/kg。

另外，在藻類的培養過程中，如果培養環境被某些可產生毒素的藻類污染，有毒藻產生的毒素如微囊藻毒素（MCYSTs）就可能污染螺旋藻，從而對藻類保健食品的安全性提出挑戰。調查發現，國內螺旋藻生產過程和市售產品中均有不同程度的微囊藻毒素污染[24]。鑒于微囊藻毒素對人體的危害及在含有藻類的保健食品中的污染狀況，應逐步制定藻類保健食品中微囊藻毒素的限量[25]。

3.3.2?加強保健食品生產的產業化和標準化?目前，國內藻類保健食品的研發生產企業規模還都比較小，缺乏宏觀調控和總體規劃，加工和養殖的標準化規范化不夠，產業化程度還比較低，因而存在單產低、質量不穩、規模效益差等問題[26-27]。其中，很多企業仍處于手工作坊式或半手工、半機械化生產狀態，生產出來的產品很難達到保健食品的質量要求。另外，藻類活性成分相關功能研究有待深入和細化。雖然大部分生物活性成分已經通過分離手段獲得，但對其功效研究仍有欠缺，這嚴重影響藻類保健食品開發速度和產品種類;在批準的藻類保健食品中絕大多數活性成分的構效、量效關系以及功能成分的協同作用評價等機理尚不清楚，導致產品質量不高，低水平重復現象嚴重[18]。只有盡快建立從研發到生產的標準體系，才能有所創新和突破，市場上才能推出更多新型的藻類保健食品，為人類的健康做出更大的貢獻。

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