综述：探索微藻在营养保健品和功能性食品中的潜力：对健康与可持续性的启示

这篇综述系统阐述了微藻（Microalgae）作为可持续超级食物的多重价值，重点解析了螺旋藻（Spirulina）、小球藻（Chlorella）等菌株富含的蛋白质（50-70%干重）、多不饱和脂肪酸（PUFAs）、多糖及色素（如β-胡萝卜素、虾青素）在功能性食品、营养补充剂和医药领域的应用，强调其低土地需求、CO2封存能力与基因工程改良潜力，为应对全球粮食安全和慢性疾病防控提供创新方案。

　　

微藻：健康与可持续的未来粮仓

1. 引言

微藻作为地球上最古老的光合生物，正成为解决健康与环境双重挑战的超级食材。这类单细胞生物不仅被FDA认证为"公认安全"(GRAS)，其蛋白质含量高达70%（干重），远超大豆（37%）和肉类（43%）。更引人注目的是，微藻培养仅需传统农业1%的土地资源，还能实现全年生产与CO₂固定，完美契合联合国可持续发展目标。

2. 微藻蛋白的革命性突破

螺旋藻和小球藻的蛋白质含有全部必需氨基酸，其中精氨酸含量是乳清蛋白的3倍。通过定向水解获得的活性肽展现惊人功效：来自小球藻的RSPTGEIIFGGETM肽段能抑制Ⅱ型糖尿病相关酶活性；螺旋藻的C-藻蓝蛋白可通过下调TLR2/NF-κB通路减轻肺部炎症。在食品工业中，微藻蛋白的乳化特性使其成功应用于素食奶酪，而添加5%微藻粉的烘焙食品蛋白质消化率可达85%。

3. 功能性脂质的宝库

微藻是唯一能同时高产DHA和EPA的素食来源。南极洲分离的Porosira glacialis在高压CO₂环境下，DHA产量提升至总脂质的5.75%。通过CRISPR/Cas9技术敲除ADP-葡萄糖焦磷酸化酶基因，可使三角褐指藻（Phaeodactylum tricornutum）的EPA含量飙升至30%。这些ω-3脂肪酸经临床验证可降低18%冠心病风险，并显著改善婴幼儿神经发育。

4. 多糖的多维应用

源自紫球藻（Porphyridium cruentum）的硫酸化多糖具有81%的α-葡萄糖苷酶抑制率（IC₅₀=4.31 mg/mL），有望用于糖尿病管理。而螺旋藻多糖在高脂饮食小鼠实验中，通过调节肠道菌群使体脂降低23%。这些多糖还具备卓越的成膜性，正在革新食品包装材料领域。

5. 维生素的绿色工厂

嗜盐微藻Anabaena cylindrica的维生素K1产量达200 μg/g，是绿叶蔬菜的40倍。通过UV-B辐射诱导，微拟球藻（Nannochloropsis oceanica）的维生素D₃产量提升至1 μg/g。值得注意的是，小球藻含有的甲基钴胺素（维生素B₁₂活性形式）可满足素食者每日需求。

6. 天然色素的健康密码

雨生红球藻（Haematococcus pluvialis）的虾青素抗氧化能力是维生素E的550倍。采用微波辅助提取技术（MABS），栅藻（Scenedesmus sp.）的叶黄素提取效率提升130%。这些色素不仅赋予食品鲜艳色泽，其抗炎特性更可抑制肿瘤血管生成。

7. 基因编辑的精准调控

在集胞藻6803（Synechocystis PCC6803）中过表达谷氨酸脱羧酶基因（gad），使γ-氨基丁酸（GABA）产量增加240倍，这种神经递质能有效缓解焦虑。而通过紫外线诱变获得的Chroococcus humicola突变株，其ω-3脂肪酸含量提升15.6%。

8. 挑战与前景

尽管微藻产品存在感官缺陷（如鱼腥味），但通过微胶囊化技术已成功掩盖异味。当前研究正聚焦于：1）开发低成本培养基（如利用玉米淀粉废水培养产叶黄素藻株）；2）优化提取工艺（如闪速水解使蛋白成本降至$2.86/kg）；3）拓展新型藻种（已20余种获欧盟新型食品认证）。随着合成生物学技术进步，微藻有望成为"细胞工厂"，在太空营养和精准营养领域开辟新疆域。