螺旋藻在饲料中的应用研究进展

余 颉,董秋燕

(湖北生态工程职业技术学院，湖北 武汉 430200)

1 引言

螺旋藻(Spirulina)是蓝藻门颤藻科中的一个属，是目前所知营养成分最全面、最均衡的天然食品之一，其蛋白质的含量高达60%～70%，含有丰富的多糖、不饱和脂肪酸、维生素以及矿物质。螺旋藻具有增强免疫力、抗衰老、抗癌症等功效，是理想的食物及药物资源，早在400年前墨西哥等地就已经开始食用螺旋藻[1]。螺旋藻以其丰富的营养价值和医疗保健功能，成为近年来开发利用最高的资源之一，广泛应用于饲料、保健食品、医药等领域。本文旨在分析螺旋藻的营养成分和生物活性物质，对螺旋藻在动物饲料应用方面的科研成果做简要综述。

2 螺旋藻的营养物质和活性成分

2.1 蛋白质和氨基酸

螺旋藻是一种高蛋白藻类，其蛋白含量达到60%～70%，高于其他蛋白食品，如黄豆、牛奶等，目前世界上还没有一种可食性动植物体的蛋白含量超过螺旋藻。螺旋藻所含蛋白基本是水溶性蛋白，具有质量好、消化率高等特点，能够很好地被动物和人体吸收利用。

氨基酸在人体内主要参与细胞中蛋白质的合成，如果缺少其中某一种氨基酸，那细胞所需的特定蛋白质便不能被合成。螺旋藻含有丰富的氨基酸，其中必需氨基酸的含量接近或超过了FAO推荐的标准[2]。由于螺旋藻氨基酸成分全面，所以人体吸收利用螺旋藻的效率也越高。

2.2 多糖类

藻多糖是由多个不同或相同的单糖分子通过糖苷键相互连接形成的聚合物，藻多糖主要是水溶性多糖，存在形式以动物淀粉性多糖为主。动物淀粉性多糖，能够贮存于人体的肝脏与肌肉组织中，为人体提供能量；同时能够能促进血液循环，促进体内激素的分泌。

2.3 脂肪酸类

螺旋藻能够成为食物资源的一大关键是它具有高蛋白低脂肪及脂肪质量高的特性。螺旋藻脂肪含量为6%～7%，所含脂肪几乎全部是不饱和脂肪酸，胆固醇含量极低。其不饱和脂肪酸主要是γ-亚麻酸、二十二碳六烯酸和二十碳五烯酸。

螺旋藻是迄今为止发现的光合作用生物中唯一含有大量γ-亚麻酸的物种，γ-亚麻酸含量高达11970 mg/kg藻粉，占藻体脂肪酸类的20%～30%。γ-亚麻酸在机体内起着非常重要的调节作用，是构成磷脂的重要成分。

2..4 维生素类

螺旋藻富含各种维生素，特别是维生素A、维生素E、维生素B。维生素A是构成视觉细胞中视紫红质的主要成分，有助于维持正常的视觉功能。

螺旋藻还含有丰富的色素，其中叶绿素0.8%，β-胡萝卜素0.23%，叶黄素0.12%～0.15%，藻蓝素12%～15%[3]。螺旋藻中叶绿素的主要类型是叶绿素a，是构成血红蛋白的原料之一，通过摄入螺旋藻可以促进机体内血红蛋白的合成，促进骨髓造血功能，防止贫血的发生。

2.5 矿物质类

螺旋藻矿物质含量随产地的不同而有细微的差别，一般来说都包括钙、铁、磷、钾、镁、锰、锌等。螺旋藻矿质元素中含有相当比例的有机态矿质元素，可以调节人体免疫功能，增进人体健康[1]。

2.6 超氧化物歧化酶(SOD)

超氧化物歧化酶(SOD)是一种能够清除机体内氧自由基，平衡氧化还原机制，避免体内自由基过剩引起不良反应的金属酶。螺旋藻中SOD活力高，每100 g藻粉中SOD的酶活力为20000～60000 U。SOD是抗氧化、抗衰老的重要物质之一，欧美地区在1988年已经将SOD作为药物用于临床治疗，并且取得良好疗效。

3 螺旋藻的生理功能

3.1 抗氧化

螺旋藻具有抗氧化作用，能够有效地清除多余的氧自由基，将体内自由基含量维持在一定水平。Miranda等研究发现，螺旋藻的抗氧化性不仅能够作用于体外，还可以作用于体内。他们将成年老鼠分为两组，实验组每天喂食5 mg螺旋藻，还额外补充老鼠血浆；对照组不喂食螺旋藻，不补充血浆。两个星期后，实验组老鼠脑浆中TBARS抑制率为97.0%，对照组TBARS抑制率为74.2%，实验说明螺旋藻能够阻碍机体内的脂质过氧化作用，防止自由基过剩。

3.2 增强免疫力

螺旋藻能够促进免疫球蛋白IgA的分泌，IgA的分泌量与螺旋藻摄入量成正相关。螺旋藻还能够刺激IL-1b、IL-4、IFN-γ的分泌，维持细胞因子Th-1和Th-2平衡，为抵抗病原体提供强有力的保证。血清中免疫球蛋白IgE水平的升高是过敏性疾病最有力的提示，研究表明，高放射区生活的儿童连续摄入螺旋藻45 d后，他们体内的IgE含量恢复到正常水平，避免了超敏反应的发生[3]。

3.3 降血脂

亚麻酸可以防止肝脏和血管中胆固醇和三酰甘油的积累，降低人体血液中胆固醇浓度，预防高血脂。Fong等通过给患有高血脂症的小鼠喂食螺旋藻，发现螺旋藻可以有效地降低机体内血脂含量。Ramamoorthy等通过临床试验发现，给胆固醇水平在250 g/dL以上的患者喂食不同剂量的螺旋藻，剂量越高胆固醇水平降低的越明显，甘油三酯、LDL、极低密度脂蛋白(VLDL)、HDL含量也显著下降，在此过程中患者没有出现任何副作用，说明螺旋藻是一种优良的降血脂药物。

3.4 抗癌症

目前利用天然产品预防、缓解或者辅助治疗癌症已经成为研究焦点，研究发现螺旋藻能够有效的防癌、抑癌，是预防癌症的最佳产品之一。Mathew等发现，患有癌症的病人在摄入螺旋藻一年后，体内的病变癌细胞45%回归正常，说明螺旋藻能够有效地治疗癌症。螺旋藻的活性成分能够直接作用于DNA的修复机制，通过对免疫系统的影响消除病变细胞，抑制癌症的发生。

3.5 螺旋藻的其它生理功能

螺旋藻能促进益生菌的生长，患有盲肠的小鼠在摄入螺旋藻后，体内乳酸菌的数量是对照组的3倍[4]。螺旋藻能够缓解重金属中毒，降低体内重金属如汞、铅、铂等的含量，治疗机体的急性肾炎。螺旋藻藻蓝蛋白还具有抗辐射的功能，辐射后的小鼠在喂食藻蓝蛋白后，体内脱氧化氢酶数量、磷酸盐水平等恢复正常，减弱了X射线照射后的副作用[6]。

4 螺旋藻在饲料中的应用

4.1 螺旋藻在水产饲料中的应用

螺旋藻作为饲料或饲料添加剂应用于虾类养殖业取得了良好效果，它提高了虾的成活率和繁殖率，增强了虾的免疫力，降低了死亡率；同时，有利于虾体增长和幼虾生长性能的提高，提高了虾的增重率和含肉率。何金星等[7]在克氏原螯虾饲料中添加不同剂量的螺旋藻，喂食21 d后，成、幼虾组增重率分别在15.49%～27.36%和83.82%～103.69%之间，日增重率在1.03%～1.82%和5.59%～6.55%之间。研究表明，螺旋藻能够促进虾的生长，提高虾的含肉率和SOD活力，而且螺旋藻作用于幼虾效果更明显[5]。

螺旋藻不仅能促进虾的生长，而且还可以提高饲料本身的利用率，改善肝指数，增加机体内的营养物质。刘立鹤[6]等研究发现，随着螺旋藻添加量的增加，南美白对虾肝体指数(HSI)呈现一定的下降趋势，说明螺旋藻具有护肝的作用；同时，螺旋藻还能改善虾体脂肪酸的沉积，增加虾体的维生素和矿物质含量。

螺旋藻能够促进鱼类的生长发育，增强抗病力，提高繁殖率和成活率，加强鱼类的观赏价值。鱼类的观赏价值主要取决于鱼的品种和体色，品种相同时，体色是观赏鱼类市场价值评价的唯一标准。鱼类自身不能合成类胡萝卜素只能从食物中获得，螺旋藻含有丰富的β-胡萝卜素，β-胡萝卜素在动物体内会被转化成虾青素或者斑鳌黄质，具有增色效应。锦鲤的体色随着饲料中螺旋藻添加量的增加而变得更加艳丽，同时随着螺旋藻添加量的增加，鱼体生长加快，增加了锦鲤的体长和体重，增强了锦鲤活力[7]。姜志强等人研究发现饲料的蛋白水平对锦鲤的体色、生长、免疫水平有一定的影响，投食螺旋藻后，实验鱼体内类胡萝卜素含量、SOD活力、谷丙转氨酶活力、免疫指标都明显升高，且具有增色效应。金鱼体内混合色素和叶黄素含量随着螺旋藻投喂量的增加而增加，体色更鲜艳，金鱼的体重也显著增加，生病率显著下降，生长周期缩短[8]。

螺旋藻还可应用于其他水产类养殖业。宁运旺等人在幼鳖饲料中添加螺旋藻，使幼鳖摄食量提高18.6%～23.5%，体重增加，促进幼鳖横向生长，发病率减少，幼鳖腹部颜色加深，更重要的是幼鳖养殖利润提高18.1%～18.7%，提高了市场价值。河蟹养殖业用螺旋藻作为饲料或饲料添加剂，可以提高产率，缩短生产周期，降低成本，具有显著地经济效益。河蟹喂食螺旋藻后育苗时间缩短13%，育苗成活率提高10.6%，而且幼体的色泽和活力均有明显增加[9]。螺旋藻还可以替代鱼粉促进水产类的生长，提高水产类的成活率和体重率，减少鱼粉使用量，降低生产成本。

4.2 螺旋藻在畜禽饲料中的应用

螺旋藻不仅应用于水产类养殖业，还应用于畜禽类养殖业，其中主要应用于鸡类养殖业。鸡饲料中使用适量的螺旋藻，可以有效地提高鸡的成活率和日增重，增强鸡的免疫力和抗病力，提高饲料转化率，降低饲料消耗，还能改善鸡肉的品质，增加经济收入。据研究发现[10]，一方面，肉鸡的免疫功能和抗氧化性随着饲料中螺旋藻含量的增加而增加，喂食螺旋藻后，肉鸡的脾指数、胸腺指数、法氏囊指数、血清免疫球蛋白A、免疫球蛋白M和免疫球蛋白G含量显著升高，增强了肉鸡的免疫力；另一方面，肉鸡血清中SOD与GSH-Px活力增加，可以消除体内多余的氧自由基，维持体内自由基的动态平衡。螺旋藻作为饲料添加剂，是一种较好的免疫增强剂与抗氧化剂。

断奶仔猪使用螺旋藻添加剂后，摄食量增加，腹泻率降低，促进营养物质的消化吸收，日增重提高，经济收益提高。何英俊等[11]研究发现螺旋藻还可以改善猪肉的品质，猪的瘦肉率随着螺旋藻添加量的增加而增加，屠宰率也相应有所提高，相应的脂肪率随着添加量的增加而减少。

5 结语

中国是一个畜牧业大国，随着我国畜牧业的不断发展，饲料资源日益紧张，以动物蛋白为原料的饲料易受到病毒、细菌的污染，影响动物体的健康，从而威胁人类健康，所以开发新型绿色饲料越来越受到人们的关注。螺旋藻富含丰富的营养成分和活性物质，具有增强免疫力、提高繁殖率、改善肉质等功效，是一种优良的绿色饲料来源。由于螺旋藻生产成本高，目前螺旋藻在饲料领域中没有得到足够的推广使用。相信随着我国螺旋藻生产工业的推广和规范化，螺旋藻这一优质绿色饲料会发挥巨大作用。