综述:21 世纪螺旋藻(钝顶节螺藻属)在欧洲成功的五个原因

【字体: 时间:2025年05月17日 来源:Journal of Applied Phycology 2.8

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  本文综述螺旋藻(Limnospira spp.)在欧洲的发展。其因高营养价值、可持续性等成蛋白质替代品,被纳入欧盟法规。研究涉分类、 cultivation、加工等,技术创新推动其应用拓展,展现欧洲在该领域科研与市场潜力。

  
螺旋藻(Spirulina)作为钝顶节螺藻属(Limnospira spp.)丝状多细胞蓝藻,因高营养价值和健康益处,在全球包括欧洲被广泛培养和用作食品与饲料。近二十年其全球使用量激增近十倍,年产量达约 3 万吨(FAO 数据)。

螺旋藻的分类与历史发展


螺旋藻商业种曾属节螺藻属(Arthrospira),包括钝顶节螺藻(A. platensis)和极大节螺藻(A. maxima)。近年研究将商业种重新分类为钝顶节螺藻属,且证实 A. platensis 和 A. maxima 实为同一物种钝顶节螺藻(Limnospira platensis)。其形态特征为规则螺旋丝状体,具可见横壁,螺旋紧密程度等为主要分类标准,但会随培养条件变化。

螺旋藻人工培养始于 20 世纪 60 年代,法国石油研究所的 Geneviève Clément 开展首次培养尝试,后经多国研究发展,全球主要生产国为中国和美国,欧洲研究占比在 2020 年代升至 25%。欧洲有超 200 家螺旋藻生产企业,62% 位于法国,多为小型生产单位。

螺旋藻的健康安全性与法规


螺旋藻干品含约 5% 水分、20-25% 碳水化合物、8% 脂肪(含多不饱和脂肪酸)、超 50% 粗蛋白(N 含量 ×6.25),但蛋白含量估算因子用 5 更合适(传统食品用 6.25)。其富含维生素、矿物质,具抗氧化性,含超氧化物歧化酶(SOD)等。虽曾被认为是维生素 B12来源,但新方法显示其含大量非活性类似物,故不再允许宣传为维生素 B12来源。

螺旋藻在欧盟被列入食品目录,2017 年起归入 “海洋藻类” 类别,纳入欧盟有机产品法规 RCE 889/2008。其作为食品补充剂需符合欧盟相关法规,贸易需安全数据表(SDS)、技术数据表(TDS)等文件,标签需含供应商信息、产品名称等。欧盟规定了食品补充剂中铅、镉、汞等痕量金属的最大限量,螺旋藻需符合这些标准。

螺旋藻的培养、加工与应用


螺旋藻为嗜碱性藻类,在 pH 9.5-9.8、温度约 30°C 时生长最佳,高 pH 和碳酸盐碱性条件使其具竞争优势,减少污染,适合室外池塘大规模单一培养。培养介质多样,包括特定废水,碳源常用碳酸氢盐,也可用 CO2,混养培养因细菌控制和 pH 变化而受关注,还可进行富硒等强化培养。

加工方面,新鲜生物质是新趋势,干燥方法有太阳能干燥(小规模,保存细胞完整性)、喷雾干燥(大规模,可能导致细胞壁小裂缝,可通过包封技术避免)、冷冻干燥(高端产品,成本高)。还可进行核酸、藻蓝蛋白、藻红蛋白提取及生物炼制,水解生物质用于不同应用。

应用领域广泛,农业上用作生物刺激素,水产养殖中作为饲料补充,饲料中用于调控鸡蛋和肉类颜色,食品补充剂超 200 种,食品中用于 pasta、汉堡、能量棒等,饮料中使用螺旋藻和藻蓝蛋白渐流行,化妆品中具抗氧化等功效,医药上可作为辐射治疗螯合剂、药物载体等。

螺旋藻的创新与未来


螺旋藻在太空任务中被考虑作为主要食物之一,实验室研究优化了培养条件,如光饱和 150-400 μmol 光子?m-2·s-1、温度 30-38°C、耐 0.2M NaCl 等,还可通过条件调控增强藻蓝蛋白等生产。其代谢可塑性强,可进行混养甚至异养生长,为生产开辟新途径。

欧盟自 2015 年起资助了 12 个螺旋藻相关研发项目,聚焦食品、饲料,生物炼制项目瞄准动植物健康。其他具类似特征的微藻如项圈藻(Aphanizomenon)、念珠藻(Nostoc)、鱼腥藻(Anabaena)等也被关注,可能成为螺旋藻生产者的创新目标。

螺旋藻成功的关键因素


螺旋藻成功源于多方面:开源知识,作为作物信息广泛传播;健康安全,被 FAO 认可为超级食品;全球可交易,供应链完善,价格范围广,法规非贸易壁垒;创新潜力大,涉及培养、加工、应用多方面,契合欧盟绿色 / 自然趋势、有利法规和人道主义贡献;菌株多国可用,能适应多种极端环境,全球有众多碱性湖泊等适合生长的栖息地。

总之,螺旋藻在欧洲凭借成熟技术、安全健康属性、创新发展,虽主要生产在亚洲和美国,但欧洲积累了生产知识、开展创新项目,有望开拓新市场,其成功框架可通过思维导图概括。
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