微藻在食品領域中的應用研究進展

吳志剛，趙 璐

（日照職業技術學院海洋技術系，山東 日照 276826）

0 引言

微藻屬光合自養原生生物，形態微小，需借助顯微鏡進行辨別。微藻種類繁多，生長迅速，分布范圍廣，富含蛋白質、必需氨基酸、脂類、藻多糖、維生素、蝦青素、色素和甾醇等營養物質和生物活動成分，被譽為“超級食材”，廣泛應用于食品、生物醫藥、化妝品、農業種養殖等領域，提取微藻生物活性物質，進行綜合開發利用已成為微藻研發的熱點。

建設海洋強國、發展海洋經濟是我國重要的經濟發展戰略。我國海域豐富，諸多沿海城市充分利用地域優勢，深挖海洋微藻資源，將海洋微藻產業作為海洋經濟發展的重要突破口。如利用微藻開發海洋特色食品、功能性食品、餌料飼料、生物質能源等。從食用微藻的種類及功能成分、營養價值、微藻在食品領域中的應用現狀及發展趨勢等方面進行概述，旨在為微藻資源在食品領域的創新應用和微藻食品的研發提供參考和借鑒。

1 食用微藻的種類及生物活性物質

人類食用藻類已有數千年的歷史，早在公元前2世紀到公元前1世紀，《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世紀的卡內姆-博爾努王國，居民在乍得湖中采集螺旋藻，烘干后做成薄餅，用于烹調清湯[1]。微藻是優質的蛋白質原料，人工培養微藻可以在食物短缺的情況下作為傳統蛋白質的補充。美國、日本、以色列等國家微藻商業化規模培養早于我國，現已成為微藻的主要產地[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域應用的先河。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[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、功能性產品的開發，微藻的功效和應用價值愈發受到關注和認可。

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 微藻在食品領域中的應用

微藻豐富的營養物質和獨特的生物活性成分，及其保健功能和藥理特性，成為新產品研發的活躍要素，獲得了“超級食材”“未來食品”的稱號，已成為健康時代食品行業研究的熱門和焦點。目前微藻已廣泛應用于焙烤食品、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、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、營養和環保的理念，得到了消費者的青睞和認可。

2.1 微藻在風味食品中的應用

微藻營養豐富，螺旋藻和小球藻蛋白質含量突出，蛋白質含量為58%～70%，遠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補充劑[5]。北美、歐洲和日本等國家，以微藻為原料，開發了包括米面制品、烘焙食品、零食、醬油等風味食品和調味品。美國嬰兒食品品牌Hungry Tiger，研發了一款嬰幼兒零食-有機螺旋藻玄米條，高營養和增強免疫力成為該產品的主要賣點。日本升康力和石丸制面聯合研發的小球藻贊岐烏冬，與傳統贊岐烏冬外觀順滑白亮不同，其顏色呈深綠色，突出小球藻的營養特性和健康飲食理念，也是對傳統飲食的改革和創新。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，營養價值、發酵效率和貯存性都優于普通面包。制作韌性餅干時，添加蛋白核小球藻粉，可使餅干獲得最高的感官評價。

2.2 微藻在功能性食品中的應用

在我國，微藻最主要的利用途徑是生產功能性食品、飼料和提取油脂。隨著健康主義、環保主義的盛行，微藻功能性食品產業迎來了快速發展的機遇，微藻片、微藻膠囊是市場上最常見的產品類型。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用。

螺旋藻是最早被用于功能性食品的微藻之一，早期產品如我國云南產的“綠A天然螺旋藻精片”等。螺旋藻具有抗氧化、抗病毒、抗菌、免疫調節及抑癌等生物學活性[8]。有研究表明，螺旋藻多糖還具有抑制幽門螺桿菌保護腸胃的功能。螺旋藻還可以與葛根、山藥、茯苓等藥物聯合使用，如葛根螺旋藻復合片。抗氧化劑可以減少活性氧對人體的傷害，對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[9]。雨生紅球藻是天然蝦青素的最理想來源，其含量可高達10%。蝦青素抗氧化活性極強，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，預防心腦血管疾病、抗癌抗腫瘤等多種功效。雨生紅球藻產品有雨生紅球藻粉、蝦青素油、蝦青素微囊粉、膠囊產品等，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用

嬰幼兒配方奶粉是各乳粉企業競爭的重要版圖。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，主要功能是促進嬰幼兒大腦和視網膜發育。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，與魚油相比更有利于嬰幼兒吸收。澳大利亞已經批準了多款微藻源DHA用于嬰幼兒配方食品中，如微藻裂殖壺菌，并制定了DHA海藻油的規格、不飽和脂肪酸的含量參數等。在我國，伊利、貝因美、光明乳業等食品公司都采用添加微藻油的方法來提高產品中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，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用

食品添加劑被譽為現代食品工業的靈魂，是食品創新中最為活躍的要素。倡導“天然、營養、多功能”的食品添加劑成為食品工業的發展潮流，這恰恰與微藻的特性相契合。螺旋藻中的藻藍蛋白、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。藻藍蛋白是唯一一種天然藍色色素，可以使食品呈現純凈清亮的藍色，給消費者帶來強烈的視覺沖擊。在《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》（GB 2760—2014）中，藻藍蛋白作為食品著色劑可用于糖果、果凍、果味飲料中。同時藻藍蛋白可以參與人體代謝，具有免疫調節，促進彈力蛋白合成和細胞再生等諸多功效，可用于醫藥和功能性食品中。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域備受追捧的對象。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 微藻食品產業的發展趨勢和前景展望

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

4 結語

目前已知的微藻種類達數萬種，但我國批準的新資源食品微藻僅8種，縱觀微藻產業未來，挖掘和培養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、保健、環境可持續的功能毋庸置疑，但大部分消費者對微藻產品比較陌生，微藻的腥味使產品在口味口感上難以獲得認可。食品企業應加大宣傳科普力度，打造微藻食品營養和環保的健康形象，并采用先進的生產工藝，改良產品風味，使消費者獲得更佳的飲食體驗。