全 文 ：收稿日期:1998-09-06
本文为广东省科研基金资助课题部分成果
刘学铭:男 , 1967年生 ,医学硕士 ,华南理工大学 96级博士研究生 ,广州 , 510641
小球藻在食品工业中的应用及
小 球 藻 食 品 的 研 制
刘学铭　梁世中
(华南理工大学食品与生物工程学院)
摘　要　介绍了小球藻以其原粉和抽提物在食品工业中的应用 ,阐述了小球藻保健
食品和风味食品的研制 、开发和生产工艺 。
关键词　小球藻　食品工业　应用
中图分类号　TS202
　　小球藻为绿藻门小球藻属单细胞绿藻 ,生态分布广 ,生物量大。我国常见的种类有蛋白核
小球藻(Chlorella py renoidosa)、椭圆小球藻(Chlorella ellipsoidea)、普通小球藻(Chlorel la
vulgaris)等 ,其中蛋白核小球藻蛋白质含量高 ,营养丰富而被广泛开发利用[ 1] 。日本对小球
藻的保健和药理作用进行了广泛研究 ,研究表明 ,小球藻含丰富的蛋白质 ,脂质 、多糖 、食用纤
维 、维生素 、微量元素和活性代谢产物 ,具有防治消化性溃疡 、抗肿瘤 、增强免疫力 、抗辐射 、抗
病原微生物 、防治贫血 、降血脂和抗动脉粥样硬化等保健和药理作用 。在日本将小球藻用作保
健食品和某些疾病的辅助治疗药品已有 30多年的历史 。在我国 ,60年代曾有养殖小球藻的
历史 ,但由于当时对小球藻的保健和药理作用没有阐明和其他原因 ,并没有形成产业化。随着
对小球藻保健和药理作用的认识 ,在我国又有华南理工大学 、南京大学 、江门生物技术开发中
心 、甘肃庆阳师范高等专科学校等对小球藻的生理生化 、基因遗传 、藻种筛选 、培养条件优化 、
反应器设计 、大规模工业化生产等许多方面进行研究 ,随着小球藻原粉产量的不断增长 ,开发
利用小球藻的各种产品势在必行 ,可以预计 ,在不久的将来小球藻的各种产品将陆续走上市
场 ,因此开发小球藻食品将大有作为。
1　小球藻细胞的培养 、分离与加工处理
以前多采用开放池培养小球藻 ,获得的产品质量较差 ,且培养液中藻细胞浓度低 ,分离成
本高。作为食品的小球藻应采用封闭式生物反应器或利用工业发酵技术异养培养 ,以达到高
细胞密度和纯种培养 ,采用离心分离 ,得到的小球藻浓缩液或藻泥用转鼓或喷雾干燥制成干藻
粉 ,可作为进一步研究小于球藻食品的原料。
1977年有些吃了小球藻的人得了光敏性疾病 ,这种小球藻是收获后就直接用乙醇和水来
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制成片剂 ,后经研究发现可能是残留在藻中的叶绿素酶诱导了光敏性物质如脱镁叶绿酸的形
成。因此小球藻粉在用于食品开发前必须经过热处理 ,破坏藻体中的叶绿素酶 ,且要求在制成
片剂时不能使用乙醇[ 2] 。
小球藻是单细胞微藻 ,有坚固的纤维素胞壁 ,甚至连反刍动物也不能有效地消化其纤维
素 ,故太阳晒干或气流干燥的小球藻粉 ,人体食用后的消化率及蛋白效率较低[ 3 , 4] ,故多年来
科学家研究如何提高其利用效率。其中 ,鲜藻体的干燥方式及设备有重要影响 ,以转鼓式干燥
工艺最佳 。经测试 ,衡量藻粉消化利用效率的蛋白质效率比 PER(Pro tein Efficiency Ratio ,即
机体生长增重的数量与食用消耗的蛋白质之比)、生物价值 BV(Biological Value)、蛋白质净利
用率 NPU(Net Protein Utilization)和消化率 DC(Digestibility Coef ficient)等 ,转鼓干燥的小球
藻粉均明显比空气干燥 、太阳晒干的藻粉高[ 3] 。不同干燥工艺所得小球藻粉其蛋白效率及消
化率有较大的差别 ,以转鼓干燥法为最好 ,这可能是该工艺过程能促进藻细胞壁结构的改变 ,
有利于人体消化酶系的作用。另据有关资料介绍 ,日本 Y.S.K 药效开发株式会社发明的 Dy-
naill破壁处理工艺 ,可使小球藻的消化率提高至 80%～ 90%。
关于小球藻细胞水溶性有用成份的提取 ,根据不同藻精产品类型主要采用两种方法 。一
是热水浸提溶出法 ,二是采用均质机高压处理和冻结回热处理等使微藻细胞破壁进而离心分
离 ,除去胞壁等固型残渣 。
2　小球藻在食品工业中的应用
小球藻含有多种营养成分 ,具有多种保健和药理作用 ,可用于开发出新型的功能性食品 ,
可以丸剂 、片剂或胶囊剂投放市场 。此外还可通过小球藻的生物富集作用 ,研制富含某些微量
元素的特殊小球藻制品[ 5] 。小球藻主要以藻粉和抽提物的形式在食品工业中应用 。
2.1　小球藻粉的应用　经过热处理和破壁处理的小球藻可直接制成小球藻片 、小球藻颗粒剂
或小球藻胶囊。适用于预防和辅助治疗高血压 、高血脂 、动脉粥样硬化 、冠心病 、消化性溃疡 ,
免疫功能低下等疾病 ,还可用于减轻肿瘤放疗和化疗的副反应 ,经过微量元素生物富集强化培
养素的小球藻 ,可以根据富集元素的不同治疗和预防某些特定的疾病 ,如富集碘元素的小球藻
可用于碘缺乏症 ,富集锌铁元素的小球藻可用于营养不良 ,缺铁性贫血等疾病。小球藻粉还可
作为原料添加到各种食品如面条 ,面包中制成小球藻食品 。小球藻粉还可用于开发具有更高
附加值的精细化工产品和医药制品 。如工业上用于制取叶绿素 、脯氨酸 、油脂等 ,在医药领域
用于提取有效活性成分制成各种医药制剂。
2.2　小球藻抽提物的应用　小球藻含多糖 、蛋白质 、氨基酸 、核酸 、微生素 、脂肪酸 、色素等 ,小
球藻粉用热水或其它溶剂抽提 ,经过除杂浓缩后制成小球藻抽提物 ,应用范围将比小球藻粉更
加广泛。首先可用于制造小球藻保健饮品 ,适用范围同小球藻片或胶囊;提取加工后可作为增
色剂或营养强化剂添加到面条 、面包 、饮料 、糖果 、雪糕等各类食品中增加食品的色香味和保健
作用 。
3　小球藻保健食品的研制与开发
3.1　小球藻片和小球藻胶囊　微藻片(或胶囊)的加工工艺及设备较简单 ,投资少 ,且加工过
程条件温和 ,能高度保持藻体的营养与生物活性成分 ,故一直在微藻保健食品市场稳居主导地
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位。
由于商业竞争的原因 ,微藻保健食品真实的生产工艺往往由于生产厂商严加保密而不会
公开发表。根据我们研究室的研究经验和相关的资料介绍 ,以小球藻藻粉为原料加工压制小
球藻保健片和胶囊的生产工艺流程如图 1所示。
图 1　小球藻片和小球藻胶囊的生产工艺
3.2　小球藻口服营养液　尽管到目
前为止 ,微藻片还牢固地占据微藻保
健食品的主导地位 ,但随着微藻生物
技术的发展 ,产品的多样化势在必行 ,
微藻精(即抽提营养液)就是重要的一
种 ,因营养液方便食用 ,易消化 ,老幼
皆宜 ,故营养液在食品保健市场占有
相当大的份额 。研究已证明 ,小球藻
细胞内含一种生物活性成分 ,称为绿
藻精 ,属植物性生长因子 ,即 Chlorella
Grow th factor(CGF), 其提制工艺流
程如图 2所示[ 6] 。
经早期的研究分析 ,CGF 的物化特性为:在波长 260nm 处有最大的吸光值 ,而在 240nm
处的 OD240为最小 ,为含有 S的核苷酸聚肽 ,其核苷酸属腺苷酸和胞嘧啶核苷酸 ,三种有效成
份的分子量都小于 15 000 。所含的氮硫比分别为 6.8/0.5 、8.5/2和 14.8/0.53 ,属于酸性物
质 ,可用钡盐使其沉淀[ 6] 。据研究 ,从小球藻 C.vulg aris CK_5的热水浸出物中分离纯化得到
的可促进酵母等生长的有效成分之一为低分子量物质 ,其分子量为 642.9 ,由丙氨酸 、谷氨酸 、
苏氨酸等三种氨基酸组成 ,推定为糖肽物质[ 7] 。
图 2　绿藻精(CGF)提制工艺流程图
　　研究证明 ,CGF 具有使生物
细胞活化的功能 ,可提高机体的
免疫力 ,可促进微生物如乳酸菌 、
酵母细胞等生长发育 ,从而提高
发酵生产效率[ 6] ,还可促进植物
种子萌发 、幼芽与植株生长发
育[ 8 ,9] 。
目前 ,国际上以日本的太阳
クロレラ株式会社生产的强力绿
藻精和蜂蜜绿藻精的销量较大 ,
前者以小球藻的热水浸提物为主 ,添加少量果糖 、梅汁和柠檬汁调味 ,其中 CGF 的含量为
40%。而蜂蜜绿藻精含 CGF 为 30%,加以蜂蜜和梅汁调配成。
为使小球藻口服营养液有良好的保健功效 ,除了以小球藻为主要原料外 ,还可添加传统的
中药材保健食品制取的可溶性抽提液 ,以强化其防病治病 、强身健体 、美容肌肤的功效 ,并使产
品中微藻特有的藻腥味得到适当的掩蔽和调和 ,使其口感风味更易为消费者喜爱 ,尤其是制备
婴幼儿饮用的营养液时更是如此。此外 ,营养液的酸度 、甜味剂的使用也十分重要;为掩蔽微
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藻腥味 ,还试图添加 β—环状糊精使产品的风味得到改善。
3.3　小球藻食品　小球藻除了可以制成片状 、胶囊状和口服营养液等保健食品外 ,还可以在
普通食品加工中应用 ,把藻粉和其它抽提物添加到普通食品中制成既有微藻丰富的营养与生
物保健功能又有普通食品色香味的新一代食品[ 2 , 3] 。如把小球藻添加到其他食品原料中混
图 3　小球藻方便面加工工艺
合 ,可加工制成面条 、面包 、香
口胶 、饼干 、糕点 、糖果以及发
酵饮料 、茶 、雪糕 、豆腐等[ 2] 。
3.3.1　小球藻面条　小球藻
在普通食品加工中 ,用量最大
的品种将是方便面或面条 。事
实上 ,早在十多年前 ,日本已研
制成并批量生产绿藻面条 、螺
旋藻面条和方便面在市场销
售。在面粉中加入小球藻 ,不
仅使面条的营养更丰富均衡 ,
且赋予面条微藻特有的颜色和
风味 ,使面条的色香味更佳和弹性 、韧性增强。例如小球藻方便面的加工原料可为高筋小麦
粉 ,蛋白质含量11.5%～ 13%,面筋35%;玉米粉 30%,大豆蛋白 2%,磷酸钾等添加剂0.2%,
食盐 1%,味精等调味品适量 ,小球藻粉0.1%～ 1.0%;加工工艺流程如图 3所示 。
图 4　小球藻面包制作工艺
3.3.2　小球藻面包　为了提
高面包的营养和保健功能 ,日
本等已研制开发了添加小球藻
粉或绿藻精的面包。小球藻的
添加量占面粉的 0.1%～ 1.
0%为宜 。制成的小球藻面包
具有独特的颜色和风味 ,不仅
可提高面包中的维生素 、微量
元素及小球藻特有的生物活性
物质和保健功能 ,而且藻体有
持水作用 ,可延缓面包的淀粉
老化变硬 ,使保存期限延长 。其配方为:优质小麦粉 80%,砂糖和淀粉糖 5%,鸡蛋 10%,植物
油4%,小球藻粉1%,脱脂奶粉2%,酵母营养液0.5%,面包改良添加剂1%,酵母2%,味精和
食盐适量 ,制作工艺如图 4所示。
3.3.3　小球藻饼干　早在 80年代 ,日本就研制开发成功小球藻饼干 ,品种多样 ,或单独添加
小球藻粉 ,或在添加小球藻的同时 ,适当添加蔬菜汁或海带等 ,添加量控制在 0.2%～ 2%。以
下介绍一种小球藻梳打饼干的生产工艺 。
梳打饼干是发酵型饼干 ,虽然有甜梳打饼干 ,但最受人们欢迎的还是咸梳打饼干 。因这种
饼干质地松脆 ,易消化 ,适合儿童及患有肠胃不适的人们食用;同时 ,咸梳打饼干所含的糖份 、
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脂肪相对较低 ,故在营养和热量平衡上较合乎现代人的要求 ,成为当今最畅销的饼干之一 。在
此基础上 ,添加高蛋白质且维生素 、矿物质及不饱和脂肪极其丰富的小球藻 ,可制成营养保健 、
风味独特的小球藻梳打饼干。特别值得一提的是 ,在饼干配料中添加小球藻 ,则可与传统的饼
干原料实现营养互补和强化。其配方为:小麦粉面团中含特级小麦粉 80%,小苏打 0.2%,奶
油6%,植物油 8%,奶粉 4%,小球藻0.5%～ 1%,鲜酵母0.6%,精盐和香兰素适量 ,而油酥中
含特级调和混合油 20%,精盐 5%,柠檬酸和抗氧化剂适量;工艺流程如图 5所示。
图 5　绿藻梳打饼干生产工艺流程
3.3.4　小球藻饮料 　许多
饮料都可添加微藻而强化饮
料的营养与保健功能 。国际
和国内已研究开发了微藻保
健饮料 、微藻乳酸奶及微藻
绿茶等具有特色的健康饮
品。
因为小球藻原粉的蓝绿
色较浓 ,且藻细胞在溶液中
易沉淀而影响饮料的外观 ,
因此 ,在制造小球藻饮料时
为使饮料较澄清或保持均
质 ,需使用藻细胞抽提物如
绿藻精等作原料 。
4　结　语
　　近年来我国微藻生物技
术的研究方兴未艾 ,螺旋藻已被广泛开发利用。虽然我国在 60 年代曾养殖过小球藻 ,但一直
没有形成产业化规模 ,在我国目前对小球藻的开发利用研究已落后于对螺旋藻的研究 。随着
小球藻各种光生物反应器培养 ,高细胞密度培养和异养培养等技术的不断提高 ,小球藻的产量
将急剧增加 ,伴随而来的必然是小球藻的各种产品应运而生 。我们有理由相信在不久的将来 ,
小球藻的开发利用将得到蓬勃发展 。
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THE APPLICATIONOF CHLORELLA IN FOOD INDUSTRY
AND DEVELOPMENT OF CHLORELLA FOOD
Liu Xueming　　Liang Shizhong
(The College of Food Engineering and Biotechnolog y of
South China University of Technology Guangzhou)
ABSTRACT　Chlorella can be w idely used in powder and ext ract in food indust ry to develop
health food and some usual Chlorella food.Development technology of Chlorella healty foods and
usual delicious Chlorella foods are also discussed.
KEY WORDS　Chlorella　health food　food addit ive
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