螺旋藻
01
光學(xué)顯微鏡所見
圖 1-1 ：在光鏡下放大 40 倍，可明顯看到單獨(dú)分離的藻絲，
輪廓呈螺旋狀，測(cè)微數(shù)據(jù)：螺旋寬 R=26~36 μ m ，
螺距：43~57 μ m ，螺旋數(shù) 4~8 個(gè)不等，藻絲長(zhǎng) 200~400 μ m 。
圖 1-2 ：在光鏡下放大 400 倍 ( 油鏡 ) ，可清晰看到多個(gè)單細(xì)胞串聯(lián)成螺旋樣絲狀的整體，細(xì)胞膜間隔分明，胞漿中無完整的細(xì)胞核，有多個(gè)色素囊聚集成群，類似胞核，故與真核細(xì)胞有別，稱為原核細(xì)胞。
02
螺旋藻的過往
身世
螺旋藻的全身都是寶，但出身寒微。它是地球上最早以氨基酸結(jié)構(gòu)合成有生命的單細(xì)胞生物之一。據(jù)天體學(xué)研究，地球在宇宙中迄今約有四十億年；而地質(zhì)考察，證明 35 億年前這個(gè)地球上有螺旋藻的蹤跡。在地球上螺旋藻是食物鏈的最初一級(jí)，她不僅以生命之軀養(yǎng)育了萬物，更在繁殖期間通過光合作用分解出氧氣，充實(shí)了地表的大氣層，保證了嗜氧生物的生存繁衍，為這個(gè)地球的生物進(jìn)化創(chuàng)造了最適宜的環(huán)境。
發(fā)跡
盡管地質(zhì)學(xué)家從巖石分析中發(fā)現(xiàn)螺旋藻化石的蹤跡，并推算出其存在年代已有 35 億年，但最早辨別其形態(tài)，命名為螺旋藻 (Spirulina) 并歸入顫藻科 (S.Oscillarioides) 者，是位德國(guó)生物學(xué)家 Turpin(1827 年 ) ，只因?yàn)楫?dāng)時(shí)他未進(jìn)一步分析螺旋藻的營(yíng)養(yǎng)成分，這個(gè)寶貝入典后不被人們重視，沉睡百年有余。
在荒漠的東非沙洲上，為數(shù)不多的湖泊也多是鹽堿湖，這些高堿度的湖水中，魚、蝦及軟體動(dòng)物也難于生長(zhǎng)繁衍。可是在湖畔卻棲息著千萬只體形碩大的巨鸛——火烈鳥 (Flaminges) ，它們何以為生？這就成為生物學(xué)家多年來要探索之謎。
1931 年，探險(xiǎn)家 Rich F. 發(fā)表了文章，提示這個(gè)龐大的水鳥家族主要捕食湖中的螺旋藻為生，并鑒定該藻種為鈍頂螺旋藻 (Spirulina platensis) 。1940 年， Dangeard 報(bào)導(dǎo)了乍得湖畔居民采集湖面螺旋藻群集結(jié)成的藻膜，濾去水分后鋪在灼熱的沙灘上曬干儲(chǔ)備為糧食，并追溯這個(gè)民族世代均有食用螺旋藻的習(xí)慣。
無獨(dú)有偶，在地球另一端的中美洲，墨西哥 Texcoco 湖畔的土著居民阿茲特斯 (Aztecs) 人，也是食用該鹽堿中孳長(zhǎng)的藍(lán)綠藻，經(jīng)鑒定其品種與鈍頂螺旋藻基本相同，命名為極大螺旋藻 (Spirulina.axima) ，這個(gè)部族人身體非常好，且有驚人的體能表現(xiàn)，說明他們食用螺旋藻有良好保健意義。當(dāng)?shù)赜卸魏軇?dòng)人的故事：
“蒙特祖馬二世 (Montexuma Ⅱ ) 是印第安人阿茲特斯族的至高無上統(tǒng)治者，他酷愛食海鮮，特設(shè)驛站令壯漢從 250 公里 外的海濱用背簍將鮮魚逐站跑遞送上高山的帝都提諾其鐵蘭 (Tenochtitlan) 來。有人計(jì)算過，即使是今天創(chuàng)紀(jì)錄的奧林匹克接力跑，要跑完 250 公里 也需 6.95 小時(shí)，何況是背重物上山？在那個(gè)時(shí)代沒有冰凍保鮮技術(shù)，要保證這些海魚上至皇帝餐桌仍新鮮，那就要在 12 小時(shí)內(nèi)完成任務(wù)，可見其體力消耗是巨大的。是以什么食物為動(dòng)力來支持這些長(zhǎng)跑掮夫呢？據(jù)說那時(shí)阿茲特斯人有食 Tecuitatl 的習(xí)慣，后經(jīng)考證 Tecuitatl 就是螺旋藻。
1967 年有兩位科學(xué)家， Clement 和 Leonard 幾乎同時(shí)發(fā)表了螺旋藻營(yíng)養(yǎng)分析研究的文章，其中蛋白質(zhì)含量高達(dá) 62% 以上，還有多種豐富的微營(yíng)養(yǎng)素，才引起世人的關(guān)注，螺旋藻由此發(fā)跡，研究開發(fā)事業(yè)乃進(jìn)入高潮。
03
21 世紀(jì)人類營(yíng)養(yǎng)食物最佳新資源
民以食為天，人類在生存斗爭(zhēng)中，食物不可缺少。當(dāng)今世界人口猛增，而傳統(tǒng)的糧食單位產(chǎn)量已面臨接近極限，可耕種的土地因城市擴(kuò)大，工業(yè)和交通發(fā)展而被占用，面積日益減少，可以預(yù)見地球人口爆發(fā)和糧食缺乏時(shí)，將會(huì)帶來怎樣毀滅性的災(zāi)難！面對(duì)現(xiàn)實(shí)，近百年來科學(xué)者為尋找食物資源而絞盡腦汁。酵母和小球藻的營(yíng)養(yǎng)較高，產(chǎn)量可觀，首先被選為培養(yǎng)對(duì)象。可是酵母培養(yǎng)要耗費(fèi)糧食，得不償失；小球藻體積太小不易收獲，更因他的細(xì)胞膜厚實(shí)，食下胃腸后不易消化吸收。于是人們對(duì)開發(fā)這兩種微生物為食物新資源失去了興趣。最后人們選中了螺旋藻為 21 世紀(jì)的人類營(yíng)養(yǎng)食物最佳新資源。得到聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織的確認(rèn)，其主要依據(jù)是：
( 一 ) 營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高：僅蛋白質(zhì)的含量一項(xiàng)指標(biāo)，螺旋藻已為各種天然食物之冠，列表比較如下：
螺旋藻蛋白質(zhì)中八種人體必需氨基酸俱全而且結(jié)構(gòu)合理，甚易消化吸收，故被譽(yù)為優(yōu)質(zhì)全蛋白，是最理想的蛋白補(bǔ)品。除此之外，它還有多種具有特殊生理功能的微營(yíng)養(yǎng)素，含量非常豐富。包括具有抗過氧化作用的維生素 E 、類胡蘿卜素、多糖和硒、鋅、銅、鐵等微量元素，可以增強(qiáng)機(jī)體免疫調(diào)節(jié)功能，防止各種傳染病的侵襲，預(yù)防機(jī)體組織過早衰老，延年益壽；β - 胡蘿卜素在體內(nèi)可轉(zhuǎn)化為維生素 A ，還可以防治 夜 盲癥，保護(hù)呼吸道的上皮組織健全，防治白內(nèi)障等；螺旋藻有豐富的亞油酸和亞麻酸，可以降低血脂而有效地保護(hù)心血管；藻體中的鐵元素屬于有機(jī)鐵，對(duì)缺鐵性貧血的防治效果最好。螺旋藻色素很豐富，具有防癌和治療消化性潰瘍的功效。有關(guān)螺旋藻的營(yíng)養(yǎng)成分，聯(lián)合國(guó)實(shí)驗(yàn)室曾進(jìn)行了全面的化驗(yàn)分析，得到重要的科學(xué)依據(jù)。
( 二 ) 繁殖力強(qiáng)而高產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高：螺旋藻以細(xì)胞裂殖方式進(jìn)行繁殖，并以陽(yáng)光為能源，通過葉綠素光合作用生長(zhǎng)十分迅速。據(jù)國(guó)內(nèi)外報(bào)道數(shù)據(jù)，在戶外培養(yǎng)池中，每平方米的池面積每天可生產(chǎn)干藻粉 8~ 35 克 ，若按日產(chǎn) 10 克 算，則每畝池面年產(chǎn)可達(dá) 1~1.4 噸，有人將螺旋藻和四種常規(guī)農(nóng)作物的產(chǎn)量和蛋白質(zhì)換算成收獲量作比較如下表 1-2 ，更突出螺旋藻的高度營(yíng)養(yǎng)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
( 三 ) 安全食用。經(jīng)考證在非洲和中美洲的各大鹽堿湖畔，廣大土著居民世代相傳食用螺旋藻，未曾發(fā)現(xiàn)過中毒事件，醫(yī)學(xué)觀察也未發(fā)現(xiàn)與食用螺旋藻有關(guān)的基因遺傳疾患。在基督的圣經(jīng)上有這樣一段有趣的故事：“在摩西的率領(lǐng)下，成千上萬以色列人離開了面臨饑荒的廢虛西奈 (Sinai) ，逃亡至埃及，在饑寒交迫的嚴(yán)峻時(shí)刻奇跡發(fā)生了，有一天早上他們發(fā)現(xiàn)帳蓬外大地鋪滿了似霜一樣的東西，摩西告訴那些饑餓的群眾說，那是上帝從天上送下來拯救他們的面包。這些奇怪食物很似圣餅，味道鮮美，以色列人就稱它作“嗎哪” (manna) ，他們還將這些 manna 儲(chǔ)藏起來備用，度過了四十多年的艱苦跋涉”。現(xiàn)在人們考證，那些所謂 manna 的奇怪食物，很可能就是沙漠中鹽堿湖畔干燥的螺旋藻片。
近年來各國(guó)科學(xué)家對(duì)螺旋藻進(jìn)行了無數(shù)次的毒理實(shí)驗(yàn)，結(jié)論是無毒而可食用。人們還可以用以配制飼料、餌料以飼培養(yǎng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的禽鳥、蝦苗、鮑魚及觀賞魚。效果甚佳。可見螺旋藻被選為今后人類食物新資源，無論從營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、經(jīng)濟(jì)效益、開發(fā)技術(shù)、土地資源和安全食用等多方面考慮，都是可行的，其發(fā)展前途可觀。
食用螺旋藻的先驅(qū)國(guó)
日本的國(guó)土較小，人口多，很多物資依靠國(guó)外進(jìn)口，對(duì)糧食缺乏更有緊迫感，他們的科學(xué)家在致力研究糧食產(chǎn)量提高的同時(shí)，還努力尋找食物新資源。日本人素有食用海藻的習(xí)慣，著名學(xué)者 Hiroshi Nakamura 博士早在上世紀(jì)六十年代就致力于開發(fā)小球藻為食物新資源的研究， 1967 年轉(zhuǎn)攻螺旋藻，促進(jìn)了螺旋藻產(chǎn)業(yè)在日本迅速發(fā)展起來，日本油墨化學(xué)股份有限公司 (DIC) 一舉成為世界上投資螺旋藻產(chǎn)業(yè)最大的公司，在日本許多醫(yī)院大夫應(yīng)用螺旋藻片于臨床輔助治療，報(bào)告有效的計(jì)有缺鐵性貧血、糖尿病、肝炎、肝硬化、胃炎和胃潰瘍、胰腺炎、白內(nèi)障和降血脂等。東京國(guó)立醫(yī)科和齒科大學(xué)教授 Tadaya Takeuchi 博士十分推薦螺旋藻高營(yíng)養(yǎng)對(duì)保護(hù)肝功能的價(jià)值，因?yàn)槁愿窝自谌毡玖餍袊?yán)重，有些學(xué)者預(yù)言到了二十一世紀(jì)，慢性肝炎將演變成為日本的國(guó)病， Takeuchi 則建議以螺旋藻為“國(guó)食”去防治“國(guó)病”——慢性肝炎。這并非戲言， 20 世紀(jì)末日本就將螺旋藻列為健康食品，允許廠家向市場(chǎng)宣傳其保健功能以推廣應(yīng)用。日本人的平均壽命現(xiàn)在已達(dá) 80 歲以上，高居世界各國(guó)的首位，專家認(rèn)為除了他們的醫(yī)學(xué)保健工作好之外，多食海藻與長(zhǎng)壽可能有關(guān)。說來有人不信，日本有位老哲學(xué)家 Dr.Tou Matsui 家居箱根，他將自己的糞便無害化處理后，用以培養(yǎng)螺旋藻供自己食用，有時(shí)還鮮食，歷時(shí) 15 年；1977 年他到東京交流時(shí)已 85 歲，健康狀況良好。他自稱要繼續(xù)食用下去，直到全世界都推廣螺旋藻而不再有饑荒為止，精神可嘉
螺旋藻在我國(guó)發(fā)展?fàn)顩r
1935 年我國(guó)曾呈奎院士在青島已發(fā)現(xiàn)螺旋藻，經(jīng)鑒定為 (S.subtillisma kutz) 。上世紀(jì)七十年代后，南京大學(xué)生物系和中國(guó)科學(xué)院武漢水生生物研究所先后從國(guó)外引進(jìn)了螺旋藻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性培養(yǎng)，隨后農(nóng)牧漁業(yè)部組織了螺旋藻研究協(xié)作組，有計(jì)劃地開展研究，并正式列為國(guó)家科研《七五》攻關(guān)和《八五》推廣項(xiàng)目。1985 年我國(guó)科學(xué)工作者發(fā)現(xiàn)云南永勝程海湖為重碳酸鹽堿湖，后經(jīng)武漢植物研究所胡鴻鈞教授引進(jìn)螺旋藻 ( 鈍頂螺旋藻 ) ，并指導(dǎo)利用該湖水配制培養(yǎng)基以生產(chǎn)比較廉價(jià)的螺旋藻產(chǎn)品獲得成功，成為我國(guó)首先利用天然鹽堿湖水生產(chǎn)鈍頂螺旋藻的公司；1988 年廣西醫(yī)學(xué)院結(jié)合農(nóng)村推廣 6 平方米小型沼氣池事業(yè)，利用其富含氨氮和 CO 2 的上層發(fā)酵液，經(jīng)砂濾、漂白粉消毒后，配成培養(yǎng)液在戶外小池實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)螺旋藻成功；1995 年中國(guó)科學(xué)院農(nóng)村技術(shù)開發(fā)中心成立了中國(guó)螺旋藻產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)籌委會(huì)，更加速了我國(guó)螺旋藻事業(yè)發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 1996 年全國(guó)已有 14 個(gè)省市發(fā)展螺旋藻事業(yè)，大小公司逾百家，不少大學(xué)和科研單位亦參加了螺旋藻的營(yíng)養(yǎng)分析、保健功能、藥用價(jià)值，以及供人食用和調(diào)配飼、餌料用的開發(fā)研究；1997 年，我國(guó)衛(wèi)生部食品衛(wèi)生審評(píng)委員會(huì)根據(jù)各地生產(chǎn)公司送審資料組織專家評(píng)審，確認(rèn)螺旋藻對(duì)人體有特殊保健功能，并給部分廠家生產(chǎn)已符合我國(guó)保健食品規(guī)定條件的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品頒發(fā)了衛(wèi)食健字號(hào)產(chǎn)品證書。由此可見，盡管我國(guó)螺旋藻研究起步較晚，但在黨和政府重視扶植下，已開始趕上世界前列。可以預(yù)見 21 世紀(jì)我國(guó)將成為螺旋藻科技和產(chǎn)業(yè)大國(guó)。
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