未来螺旋藻的开发利用Ⅰ

　　螺旋藻这个名字世人还很陌生，但全世界众多的生物科学家、藻类学家、营养学家、医药学家等均对其给予极高的评价，称赞它是"地球上的营养冠军"，"生命营养库"。它又被世界卫生组织认定为"人类21世纪最佳保健品"和"未来超级营养食品"。国际儿童基金会则认为螺旋藻食品"可以完全根除儿童营养不良"。我国国家教委推荐其为"中小学生午餐食品"。卫生部也已认定其为"新资源营养食品"。就连联合国粮农组织也将其推荐为"人类未来最理想和最优秀的营养食品源"。

　　螺旋藻究竟是什么？科学家和联合国粮食组织等何以如此满腔热忱地赞扬螺旋藻

　　一、最古老、最年轻、最珍贵的微型藻

　　螺旋藻又名蓝藻，在分类学上属于蓝藻门、蓝藻纲、颤藻目、颤藻科，是一种古老的低等原核单细胞水生植物，也称浮游性原始藻类植物。螺旋藻只是其中的一个"属"，约有36-38种，其中多数为淡水种类，仅有4 种分布在海洋中。目前，国内外在生产上养殖的主要品种只有两个，即钝顶螺旋藻和极大螺旋藻

　　说它最古老：据考，在"开天辟地"之初，螺旋藻即已存在。它是地球上最早进行光合作用的一种微小青绿色藻类。它最先制造氧气，使高等动植物和人类的进化，得以顺利进行，直至"开花结果"，繁荣昌盛。它几乎与地球同生，其"寿命"已达35亿年，何其古老也说其最年轻：既云最古老，又何来最年轻？其一，它虽已在地球上繁衍生殖了35亿年，但时至今日，并无衰老之姿，更无隆钟之态，而是鲜活旺盛，朝气蓬勃，生机盎然。其二，人类第一次发现螺旋藻还只有数百年的历史，而研究、开发、利用螺旋藻，更只是近几十年的事，这与35亿年之比，不正恰如早晨五六点的太阳吗？其三，近些年来，国内外许多有远见的政府官员和企业家，也都怦然心动，踊跃起而开发利用螺旋藻，螺旋藻养殖户、养殖场、加工厂、有限公司等如雨后春笋，各种螺旋藻食品、营养品、保健品、药品及特殊饲料，也已纷纷进入市场。螺旋藻的研究与开发，已进入一个崭新的时期。这项新兴事业的前景无比广阔，正如旭日之初升，实在太年轻啦！

　　说其最珍贵：在全球动植物中，螺旋藻不仅蛋白质含量最高，而且所含各种营养成分和生理活性物质最全、最均衡。可以说，现代人希望从自然界或者说全部食品中获得的必需营养，几乎都浓缩在小小的螺旋藻里了。而且，其消化吸收最好，安全性最高。因此，螺旋藻的开发利用，已从原来单纯的畜、禽、鱼各种动物的饲料添加剂，进而成为人类的最佳营养食品、保健食品和药品。特别是根据各国试验，每人每天只需食用50g螺旋藻干粉，就可满足人体所需的各种营养成分。而目前世界人口已超过60亿，其中近20亿人口尚处于饥饿和营养不良状态。人类粮食危机越来越严重。如果螺旋藻的养殖与加工在全球得到普及，人类平均每日能吃到25g螺旋藻蛋白，全球60多亿人口，每年就可减少7000亿kg的粮食需求，而且能减少疾病，强身健体，延年益寿！这样一来，螺旋藻不又成了解决全球粮食危机的瑰宝吗

　　二、从亿年"寒窗"无人问到"一举成名天下知"

　　非常遗憾的是，这样一类对地球、对高等动植物、对人类曾经有过"卓越贡献"的微型藻，竟然长期默默无闻。它虽在高温、高盐、强碱性的湖泊、沼泽或海洋中生殖繁衍了35亿年，却像中国古代的书生一样，度过了漫长的"寒窗"无人问的生涯。

　　直到1492年，哥伦布发现新大陆时，他的伙伴才在新大陆Texcoco湖里发现了这类青绿色微型藻。但当时由于只重视对新大陆的发现，却忽视了这类更有意义的小生物。1940年，法国医学家克瑞琪去非洲在乍得湖里又发现了螺旋藻，并把它带回去请巴黎大学藻类学家丹吉尔德博士研究，只因二人在二战中丧生，以致半途而废。

　　 20世纪50年代及其以后，螺旋藻的研究开发有了迅速发展。1952年，华盛顿的卡内基研究所发表了《藻类培养从实验室到中间工厂》。1962年，法国克雷曼博士，在研究由石油制取食物课题时，意外发现螺旋藻后，进行了实地考察研究，取得可喜成果，并在国际会议上介绍了螺旋藻。1973年5月，用毕生精力致力于螺旋藻研究的法国科学家克里门特博士，在国际蛋白质会议上向全世界宣布："螺旋藻是人类迄今为止所发现的最优秀的纯天然蛋白质食品"。同年，法国石油研究所与墨西哥Sosa Texcoco公司，合作建立700m2的培养池，成为世界上第一个螺旋藻生产工厂。1993年，首次螺旋藻世界大会在摩洛哥举行，会议认为螺旋藻是根除营养不良、缓解粮食饥荒的最佳食物。自此，螺旋藻不仅是饲料添加剂，而且成为食品、医药、保健品。

　　我国螺旋藻的研究、开发，始于20世纪50年代。1958年，吴伯堂在江苏农学院、江苏农科院进行过以小球藻为主的包括螺旋藻在内的"二代食品"养殖。1979年，曾昭琪教授应邀任美国螺旋藻研究客座研究员，取得很大突破，1980年回国并带回藻种，后经胡鸿钧教授及其弟子驯化诱导得到三个优良新品系，并在云南程海湖建立起人工养殖场。90年代初，在螺旋藻的养殖上，除发现、驯化一些优良品系（如钝顶螺旋藻品系6、盐泽螺旋藻等）外，还探索出一些较好的养殖方法。在精细化工方面，也探讨出了藻蓝素、藻黄素、叶绿素、多糖、β--胡萝卜素的提取方法。特别是国家科委、农业部也将螺旋藻的研究与开发，分别列入了国家"七五"、"八五"、"九五"计划项目和推广应用项目。

　　"山重水复疑无路，柳暗花明又一村"。螺旋藻的神秘面纱已被揭开，螺旋藻的"寒窗"生涯已经结束。目前，有关螺旋藻的科学知识和实用技术，亟待宣传普及，各种媒体都在着力开展这项工作，特别是因特网的快速发展，从而加速了螺旋藻"一举成名天下知"的进程。我们深信，在这美好新世纪的广阔天地里，螺旋藻将为地球、为人类、为高等动植物，再做新的更加卓越的贡献！　　

　　三、极为巨大的"四高"优势

　　目前，世界各国科学家们对螺旋藻的生化组成以及它所具有的巨大生态效益热切关注，并充分肯定螺旋藻具有极为巨大的"四高"优势

　　一是高光效。螺旋藻生长在温度较高的水中，是严格的光能自养型藻类，靠阳光和吸收水中的CO2进行光合作用，其光合成能力极强。一般高等植物的光能利用率通常是5%-6%，而螺旋藻的光能利用率高达18%，光合效率达43%，是一般农作物的3倍和1.4倍以上。这种高光效特性，正是人类充分利用太阳能来制造食物的潜力所在。

　　二是高产量。螺旋藻产量特别高的原因，除其具有高光效的特性外，就是它的生长周期极短和特殊的繁殖方式。其正常生长周期是11小时，如果所有条件都处在最佳状态，繁殖最快速度是4小时1次。其繁殖主要是分裂法。人工栽培时，从培养基接种到收获只需5-8天。按5天计算，在适宜条件下，1个螺旋藻5天后就是1024个，每平方米每天可产干藻6-15g，相当于每亩栽培面积年产1460-3650kg干藻。中国科学院植物研究所顾天青在北京这样暖温带气候条件下，一年种植5个月，每亩收干藻近2吨。以每kg干藻含植物蛋白600-700g计算，一亩水面收获的干藻所含的营养价值相当于3T多大豆，其产量之高，令人叹为观止。

　　三是高营养。根据各国各地的化验分析，螺旋藻是目前所已知的食物中，相对而言，其营养成分最为充分、最为全面、最为均衡。其干藻蛋白质含量高达60-70%，相当于大豆的1.7倍，小麦的6倍，大米的8 倍，玉米的9．3倍，鱼肉的3.7倍，猪肉的7倍，牛肉的3.5倍，鸡肉的3.1倍，蛋类的4.6倍，全脂奶粉的2.9倍。换句话说，它的蛋白质含量，在地球上已知的动植物中属最高的。同时，其蛋白质为螯合状态的活性蛋白，消化吸收率高，这是其它任何食物蛋白所无法取代的。其维生素B12的含量，比动物肝脏高3．5倍，在所有生物体中也是最高的；在所有食物中，它含胡萝卜素最多，相当于胡萝卜的10倍以上；铁含量是其他含铁生物的20倍，是波菜的50倍，钙含量是牛奶的10倍；它的脂肪含量较低，但不饱和脂肪酸R-亚麻酸的含量却较高；它还含有小分子多糖、藻蓝素、叶绿素和许多能提高人体免疫功能的生理活性物质，其叶绿素和藻蓝素的含量是普通蔬菜的10倍以上。螺旋藻真不愧为集动植物营养于一体的微型保健营养库，是一种名副其实的全料营养冠军。而且，螺旋藻细胞壁并不是由纤维素而是由多糖类物质构成，因此，极易被人体吸收，其消化率高达80-86%，而大豆仅可消化40%。无怪世界各国对螺旋藻食品都给予高度重视。在美国，它被列为高级营养食品；在日本，也被列为38种保健食品之一；在德国，则被列为功能食品，专供运动员、妇幼、老人食用；在墨西哥，政府规定，儿童食品必须含有5%的螺旋藻，凡参加运动会的运动员，其食品必须含有20-40%的螺旋藻；美、俄等国还把它列为太空宇航员的营养食品。此外，螺旋藻还含有氢酸，可用来在常温下进行生物制氢，以代替用电解水或在高温下用水蒸气使煤气化的制氢方法，获得能代替石油的燃料-氢气。而且这种方法消耗能量少，成本低，又不污染环境，是能源科学的一大新发现。

　　四是高效益。螺旋藻营养丰富、全面、均衡，且有医疗保健作用，如果我国人民每天平均食用5g螺旋藻干粉，那全民族的身体素质和健康水平，将大大提高。螺旋藻干粉还是极好的饲料添加剂，用其饲喂鱼虾和各种畜禽，可以减少疾病，显著提高产量。在饲料业中，每吨饲料级螺旋藻干粉6-8万元人民币，曾一度高达每kg30美元。螺旋藻深加工升值极快、极高，每t药品级螺旋藻粉20万元人民币左右。据计算，每t螺旋藻干粉最少可提取60 kg、最高可提取220 kg蓝藻素，而每kg蓝藻素在法国售价约6000法郎，相当于2万多元人民币；由螺旋藻荧光色素蛋白加工的荧光分子探针，其国际价格为11万美元/ g。我国目前在螺旋藻功能蛋白质开发研究领域已获重大突破，如发现在经过特殊化学诱变后，螺旋藻能大幅度增强超氧化物岐化酸（SOD）的合成，而1 g螺旋藻SOD的价格就相当于1t螺旋藻干粉的价格，如果投产1 kgSOD的小车间，则相当一个年产1000t螺旋藻干粉生产企业的产值。中国农业科学院袁晓雄、杨淑培曾对员工25人，占地60亩的螺旋藻养殖场养殖与加工的效益进行反复论证和分析，其结果表明，年产值超亿元，其利润率可高达70%以上。