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小球藻营养素分析
发布日期:2024-05-31 | 浏览次数:

研究论文:小球藻营养素分析

(海南大学 热带作物种质资源保护与开发利用教育部重点实验室/教育部热带多糖资源利用工程研究中心,海南 海口 570228

作者:张玲,刘平怀,罗宁,陈晨,何沂飞,李昂

刊登于《食品研究与开发》20165月第37卷第10

小球藻(Chlorella sorokiniana )为小球藻属(Chlorella)的一种微藻,细胞呈球形,卵形或是椭圆形,是一种生长在池塘、湖泊的浅水港湾中微型(3微米-8微米)单细胞绿藻。近年来,国内外对小球藻(Chlorella sorokiniana )的研究集中在培养条件优化、产油性能评价及污水废气处理等方面,对其胞内营养物质研究较少。有研究显示,不同营养元素条件下,小球藻的营养成分有显著差异。本研究对规模化培养的小球藻进行一般营养成分、维生素、微量元素、氨基酸和脂肪酸等营养构成分析,为此株小球藻的开发利用提供科学依据。

 

实验过程:略

 

1、结果与分析

1.1 常规成分

蛋白质、多糖、油脂是生命的三大物质基础,是维持生命必不可少的营养成分,膳食纤维是健康饮食不可缺少的,纤维在保持消化系统健康上扮演着重要的角色,同时摄取足够的纤维也可以预防心血管疾病、癌症、糖尿病以及其它疾病。

按照中国《国家标准》及相关文献测定小球藻藻体内的粗蛋白、碳水化合物、油脂、色素、灰分、粗纤维等成分。

测定结果,小球藻中多糖含量最高(34.28%),其次为油脂,约占22%,有研究报道小球藻的油脂含量可达50%,说明小球藻具有作为产油微藻的潜能。粗蛋白和粗纤维的含量相近,约为20%,蛋白含量在小球藻中相对较低,这可能与培养条件相关;灰分含量约占藻体干重的12%,微藻中的灰分含量及组成与自然条件和成熟度等因素有关。小球藻中色素含量约为4.5%左右,叶绿素和类胡萝卜素是细胞中的重要色素,其中叶绿素a是人类和动物血红素的直接原料,被称作是绿色的血液,类胡萝卜素是一种高度不饱和化合物,具有抗氧化与增强免疫等功效。

1.2 脂肪酸分析

脂质的主要功能是组成生物膜、提供能量、作为脂溶性物质的媒介。流行病学证明多食不饱和脂肪酸有利于身体健康,具有降血压、降血脂以及抗动脉粥样硬化、增强记忆力和思维能力等生理活性。本研究采用气相色谱和气质联用仪对小球藻脂肪酸成分进行定量和定性分析。

结果,测定出13种脂肪酸,其中不饱和脂肪酸占总脂肪酸的72%,而且链长集中在C16~C18,其中顺-912-十八碳二烯酸(亚油酸),顺-91215-十八碳三烯酸(亚麻酸)含量分别为22.73%14.87%。亚油酸和亚麻酸是生命代谢的必需脂肪酸,是人体内高度不饱和脂肪酸(EPADHA等)的合成前体。

有资料显示必需脂肪酸不仅能够吸引水分滋润皮肤细胞,还能防止水分流失,具有改善高血压、预防心肌梗死、预防胆固醇造成的胆结石和动脉硬化的作用。本研究中小球藻富含亚油酸和亚麻酸,可作为人体多不饱和脂肪酸的来源。

1.3 氨基酸

研究表示,缺乏氨基酸可以导致人体营养不良,并出现多种不良反应。特别是老年人在缺乏蛋白质的情况下,极容易引起球蛋白和血浆蛋白的降低,导致老年人贫血。

 

氨基酸样品经高效液相共检测到17种氨基酸,包含7种人体必需氨基酸。另外,色氨酸通过分光光度法测得。

氨基酸测定结果,小球藻氨基酸含量为17.50%,其中必需氨基酸为6.17%,为总氨基酸的35.26%

将小球藻必需氨基酸与几种常见食物必需氨基酸进行比较可知,小球藻必需氨基酸高于玉米和小麦,低于大豆饼、亚麻仁饼、芝麻饼、鱼粉、猪肉和对虾。与常见食物相比,小球藻EAAI值均超过1,当n=612时,EAAI0.95为优质蛋白源,说明小球藻是一种优良的植物蛋白源。

1.4 维生素

小球藻中维生素测定结果显示小球藻藻粉中含有多种维生素,其中水溶性维生素B1、维生素B3、维生素C以及脂溶性维生素E含量较高,分别为33.8115.2927.508.84mg/100g小球藻与其它食物中维生素含量的比较显示,小球藻中维生素B1及维生素B3的含量远远高于常规食物,维生素B1及维生素B3含量是分别是淀粉和瘦牛肉的3.752.43倍;维生素C的含量丰富,可与韭菜及橙相当;藻粉中维生素A、维生素E的含量较高,分别是鸡蛋黄的1.35倍和1.75倍;小球藻藻粉中维生素B6含量为2.52mg/100g,高于常见食品;维生素B12含量低于动物类食品和黄豆,高于其他植物类食品,这是因为植物性食品中多不含维生素B12Watanabe研究发现可食性藻类富含维生素B12,如:紫菜含有具生物活性之维生素B12,含量为32μg/100g~78μg/100g干重。

维生素是维持身体健康所必需的一类有机化合物,有研究显示,维生素B1具有保护神经系统的作用;还能促进肠胃蠕动,增加食欲;维生素B2能够促进生长发育和细胞的再生,增进视力;维生素B3促进血液循环,使皮肤更健康,同时还能预防和缓解严重的偏头痛;维生素C具有强的抗氧化能力,能抑制酪氨酸酶的形成,从而达到美白、淡斑的功效,是一种天然的抗氧化剂;维生素E能促进生殖,抗自由基氧化、抑制血小板聚集等多种作用,还对烧伤、冻伤、毛细血管出血、更年期综合症、美容等方面有很好的疗效。

本研究中小球藻藻粉维生素种类齐全,含量丰富,且多种成分高于常规食物,是一种天然的优质的维生素来源,加工成食品或保健品对改善维生素缺乏的人群的身体健康状况具有重要的意义。

1.5 微量元素及矿物质

小球藻含有丰富的矿物质元素,其中以钾、镁、钙、铁和锌5种元素含量最高,分别为12305.672064.28879.0280.92mg/kg78.36mg/kg。重金属铅、汞、砷、镉的含量均较低,且均远远低于国家食品卫生标准(GB2762-2012《食品安全国家标准 食品中污染物限量》),证明此藻粉是安全无毒害的。

小球藻包含有多种人体必需微量元素,如铜、铁、锌、硒、钼、铬、钴及镍等。尽管这些微量元素在人体内含量极小,但它们对维持人体中的一些决定性的新陈代谢却是十分必要的。铁是构成血红蛋白的主要成分之一,缺铁可引起缺铁性贫血;缺硒会引起大骨节病发生,主要发生于青少年,严重地影响骨发育和日后劳动生活能力。国外曾有报道,机体内含铁、铜、锌总量减少会降低免疫能力,助长细菌感染。小球藻富含多种矿物质元素,由此可推断小球藻具有作为人体必需微量元素的重要来源的潜能。

2、 结论

小球藻细胞中含有丰富的营养成分,粗蛋白质、多糖、油脂、灰分、粗纤维和色素分别占藻粉干重的20.4%34.28%22.16%12.20%20.22%4.50%

小球藻细胞成分的利用除了提取油脂外,还应得到综合利用。例如在提取油脂制备生物柴油后,用于蛋白和多糖的提取,蛋白质可以作为人体或动物食品的蛋白添加,而小球藻多糖具有调节机体免疫、抗肿瘤、抗病毒和抗辐射等多种生物学活性,可开发成保健食品或医药原料。

小球藻除了含有大量的蛋白质、多糖和油脂等营养成分外,还含有多种活性物质,具有较高的综合利用价值。脂肪酸分析显示藻粉中含有多种不饱和脂肪酸,其中包含两种人体必需氨基酸——亚油酸和亚麻酸,含量分别为22.73%14.87%;氨基酸种类丰富,必需氨基酸含量较高,可以作为人体或动物食品的蛋白来源;维生素含量丰富,尤其是维生素B1B3B6,可加工成食品或维生素保健品,改善因维生素缺乏而引起的不良反应;藻粉含有多种生长的必需常量和微量矿物质元素,其中钾、镁、钙、铁和锌5种元素含量较高。

总之,小球藻细胞含有多种值得利用的成分,对其利用应不仅局限于在制备生物柴油上,对其综合利用也应更加全面。

 

 

 








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