微藻在食品领域中的应用研究进展

吴志刚，赵 璐

（日照职业技术学院海洋技术系，山东 日照 276826）

0 引言

微藻属光合自养原生生物，形态微小，需借助显微镜进行辨别。微藻种类繁多，生长迅速，分布范围广，富含蛋白质、必需氨基酸、脂类、藻多糖、维生素、虾青素、色素和甾醇等营养物质和生物活动成分，被誉为“超级食材”，广泛应用于食品、生物医药、化妆品、农业种养殖等领域，提取微藻生物活性物质，进行综合开发利用已成为微藻研发的热点。

建设海洋强国、发展海洋经济是我国重要的经济发展战略。我国海域丰富，诸多沿海城市充分利用地域优势，深挖海洋微藻资源，将海洋微藻产业作为海洋经济发展的重要突破口。如利用微藻开发海洋特色食品、功能性食品、饵料饲料、生物质能源等。从食用微藻的种类及功能成分、营养价值、微藻在食品领域中的应用现状及发展趋势等方面进行概述，旨在为微藻资源在食品领域的创新应用和微藻食品的研发提供参考和借鉴。

1 食用微藻的种类及生物活性物质

人类食用藻类已有数千年的历史，早在公元前2世纪到公元前1世纪，《尔雅》中便记录了中国食用海洋藻类的历史。螺旋藻的食用历史最早于9世纪的卡内姆-博尔努王国，居民在乍得湖中采集螺旋藻，烘干后做成薄饼，用于烹调清汤[1]。微藻是优质的蛋白质原料，人工培养微藻可以在食物短缺的情况下作为传统蛋白质的补充。美国、日本、以色列等国家微藻商业化规模培养早于我国，现已成为微藻的主要产地[2]。2004年，极大螺旋藻和钝顶螺旋藻在我国首次获批作为新资源食品，开启了微藻在食品领域应用的先河。2009—2013年，盐藻、雨生红球藻、蛋白核小球藻和裸藻，获得新资源食品资质[3]。2018年和2021年，球状念珠藻和拟微球藻分别获批成为我国藻类新食品原料家族的一员。随着微藻食品、功能性产品的开发，微藻的功效和应用价值愈发受到关注和认可。

藻类新食品原料基本信息见表1。

表1 藻类新食品原料基本信息

2 微藻在食品领域中的应用

微藻丰富的营养物质和独特的生物活性成分，及其保健功能和药理特性，成为新产品研发的活跃要素，获得了“超级食材”“未来食品”的称号，已成为健康时代食品行业研究的热门和焦点。目前微藻已广泛应用于焙烤食品、功能性食品、零食、饮料、酸奶、奶昔、意大利面和蔬菜汤中[4]。例如，拟微球藻通过人工培养、收集和干燥后制成藻粉，添加到食物中，可做成多种美味的微藻类食品。微藻食品所拥有的健康、营养和环保的理念，得到了消费者的青睐和认可。

2.1 微藻在风味食品中的应用

微藻营养丰富，螺旋藻和小球藻蛋白质含量突出，蛋白质含量为58%～70%，远高于普通的植物蛋白源，是牛肉的3倍。微藻中矿物元素和维生素含量高，种类丰富且成分均衡，如生育酚、维A、维B、抗坏血酸、泛酸、烟酸等，大量元素钾、钙、镁，微量元素铁、锌、硒等，可以作为食品中重要的营养补充剂[5]。北美、欧洲和日本等国家，以微藻为原料，开发了包括米面制品、烘焙食品、零食、酱油等风味食品和调味品。美国婴儿食品品牌Hungry Tiger，研发了一款婴幼儿零食-有机螺旋藻玄米条，高营养和增强免疫力成为该产品的主要卖点。日本升康力和石丸制面联合研发的小球藻赞岐乌冬，与传统赞岐乌冬外观顺滑白亮不同，其颜色呈深绿色，突出小球藻的营养特性和健康饮食理念，也是对传统饮食的改革和创新。在我国，微藻常用于制作烘焙食品如饼干、面包等[6]。罗柳茵等人[7]研制的蛋白核小球藻面包，藻粉含量为0.87%时，营养价值、发酵效率和贮存性都优于普通面包。制作韧性饼干时，添加蛋白核小球藻粉，可使饼干获得最高的感官评价。

2.2 微藻在功能性食品中的应用

在我国，微藻最主要的利用途径是生产功能性食品、饲料和提取油脂。随着健康主义、环保主义的盛行，微藻功能性食品产业迎来了快速发展的机遇，微藻片、微藻胶囊是市场上最常见的产品类型。微藻中的藻多糖、虾青素、不饱和脂肪酸、β-胡萝卜素、萜类化合物和维生素等，具有多样的保健功能和药理作用，使其在功能性食品中得以广泛应用。

螺旋藻是最早被用于功能性食品的微藻之一，早期产品如我国云南产的“绿A天然螺旋藻精片”等。螺旋藻具有抗氧化、抗病毒、抗菌、免疫调节及抑癌等生物学活性[8]。有研究表明，螺旋藻多糖还具有抑制幽门螺杆菌保护肠胃的功能。螺旋藻还可以与葛根、山药、茯苓等药物联合使用，如葛根螺旋藻复合片。抗氧化剂可以减少活性氧对人体的伤害，对健康有着积极的作用。微藻是天然抗氧化剂的来源之一，其抗氧化性活性一直是研究的热点[9]。雨生红球藻是天然虾青素的最理想来源，其含量可高达10%。虾青素抗氧化活性极强，是生育酚、β-胡萝卜素、叶黄素等的10～100倍，具有抗衰老、缓解疲劳，预防心脑血管疾病、抗癌抗肿瘤等多种功效。雨生红球藻产品有雨生红球藻粉、虾青素油、虾青素微囊粉、胶囊产品等，如新西兰CtoMi虾青素软胶囊，中国睿藻生物科技的虾青素乳液等。

2.3 微藻在乳制品中的应用

婴幼儿配方奶粉是各乳粉企业竞争的重要版图。奶粉中添加的DHA（二十二碳六烯酸）、EPA（二十碳五烯酸）均为长链多不饱和脂肪酸，主要功能是促进婴幼儿大脑和视网膜发育。配方奶粉中添加的DHA通常有鱼油和藻油两种类型，研究表明，微藻油为纯天然的植物源，EPA含量低，抗氧化能力强，与鱼油相比更有利于婴幼儿吸收。澳大利亚已经批准了多款微藻源DHA用于婴幼儿配方食品中，如微藻裂殖壶菌，并制定了DHA海藻油的规格、不饱和脂肪酸的含量参数等。在我国，伊利、贝因美、光明乳业等食品公司都采用添加微藻油的方法来提高产品中DHA含量[10]。纯牛奶、酸奶、奶昔、乳饮料中添加微藻源的DHA、虾青素、藻多糖等活性物质，乳制品的花色品种愈加丰富，也为乳品市场增添了新活力。

2.4 微藻在食品添加剂中的应用

食品添加剂被誉为现代食品工业的灵魂，是食品创新中最为活跃的要素。倡导“天然、营养、多功能”的食品添加剂成为食品工业的发展潮流，这恰恰与微藻的特性相契合。螺旋藻中的藻蓝蛋白、蛋白核小球藻中的叶绿素和叶黄素、拟微球藻和盐藻中β-胡萝卜素，都是良好的天然食品着色剂。藻蓝蛋白是唯一一种天然蓝色色素，可以使食品呈现纯净清亮的蓝色，给消费者带来强烈的视觉冲击。在《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》（GB 2760—2014）中，藻蓝蛋白作为食品着色剂可用于糖果、果冻、果味饮料中。同时藻蓝蛋白可以参与人体代谢，具有免疫调节，促进弹力蛋白合成和细胞再生等诸多功效，可用于医药和功能性食品中。微藻多糖的保健功效如提高免疫力、抗病毒、抑制肿瘤、抗衰老和抗病毒等，使其成为功能性食品领域备受追捧的对象。有研究表明，微藻多糖还具有增稠剂和乳化剂功能，具有杀菌、成膜特性，可用于食品、果蔬的表面涂膜，起到防腐保鲜的作用。

3 微藻食品产业的发展趋势和前景展望

透明市场研究公司的报告表明，在未来10年间，全球微藻市场年复合增长率约为5%，2030年底市值可达200亿元，微藻饮料将成为食品应用领域的主要产品。Data Bridge Market Research的结论同样认为，随着亚太地区食品工业的发展，微藻食品市场将迎来快速发展的机遇。以“健康、营养、环保”为理念的微藻食品，符合植物基食品和“绿色可持续”的发展趋势，兼具保健功能和药理作用，使之成为食品行业重点关注和研究的对象。雀巢、亿滋、联合利华、玛氏等诸多国外食品巨头已着眼微藻食品领域未来展开布局，加大微藻产品的研发投入，抢占市场先机，推出了一系列微藻特色产品。我国是世界微藻生产第一大国，微藻生物技术方兴未艾，年产量超1万t，占据全球市场的半壁江山。在我国，微藻主要用于饲料加工、微藻制油业和功能性食品，在食品领域的应用存在明显短板。微藻产品的出口以微藻粉为主，微藻的深加工产品占比较少，高附加值产物的提取和应用还有很大的发展空间。食品企业对微藻产品的开发热情不断升温，微藻食品花样日新月异，但宣传和推广力度不足，如何开发微藻食品市场，引领健康食品消费的新理念，是今后微藻食品领域需要研究的新课题。

4 结语

目前已知的微藻种类达数万种，但我国批准的新资源食品微藻仅8种，纵观微藻产业未来，挖掘和培养可食用微藻前景十分广阔。此外，尽管微藻食用的历史非常悠久，营养、保健、环境可持续的功能毋庸置疑，但大部分消费者对微藻产品比较陌生，微藻的腥味使产品在口味口感上难以获得认可。食品企业应加大宣传科普力度，打造微藻食品营养和环保的健康形象，并采用先进的生产工艺，改良产品风味，使消费者获得更佳的饮食体验。