摘 要： 本文综述微藻活性成分的功能性价值, 以及微藻乳酸饮料的应用开发与市场前景。微藻含有多种活性成分, 能调节人体功能, 包括增强免疫力、防病治病等, 是具有功能性的高营养食品。把微藻和乳酸饮料两大营养食品结合, 所制作的微藻乳酸饮料对青少年的生长发育、孕产妇的优生优育、成年人的健康保健、老年人的健康长寿, 都十分具有发展意义。微藻乳酸饮料是值得推广和发展的营养保健饮料, 在食品领域的开发利用上逐步成为热点, 市场也在进一步开拓。
关键词： 微藻; 乳酸饮料; 保健; 功能性;
1、 前言
人们生活水平的提升, 带来了健康意识的不断提高, 随着时代的发展, 营养保健问题越来越受到人们的关注。如今微藻研究开发的深入, 微藻中的多种活性物质, 微藻产品的保健价值逐渐被人们认知和了解。常见的微藻大致分为四个藻门, 包括蓝藻门、绿藻门、金藻门和红藻门。常见的工业化生产应用的主要有蓝藻门的螺旋藻属, 绿藻门的杜氏藻属、红藻属、小球藻属。大部分微藻类能产生很多特有的生物活性物质, 如活性蛋白质、必需氨基酸、维生素和矿物质、不饱和脂肪酸 (EPA、DHA等) 、微藻多糖、色素 (类胡萝卜素等) 、甾醇等。把微藻应用于食品行业, 日益发展起来的微藻产品就能把这些活性物质的营养价值充分发挥出来, 体现其功能性。
功能性微藻乳酸饮料不仅仅提供能量, 满足口感需求以及提供各种营养必需成分之外, 还具有很多其他的生理活性, 能够一定程度的调节人体功能, 增强免疫力, 防病治病, 也就是还具有其功能性。对青少年的生长发育、孕产妇的优生优育、成年人的健康保健、老年人的健康长寿, 都十分具有发展意义。发展处于上升期的微藻饮料已经走进人们的生活;极具营养价值和独特口感风味的微藻乳酸饮料, 也将开发出一片广阔的领域。尤其如今小球藻在食品领域开发利用的进展备受关注, 小球藻乳酸饮料的研制也将成为微藻饮料中的热点。
2、 微藻活性成分的功能性价值
2.1、 作为营养补充剂
补充人体所需的多种营养物质, 包括丰富的蛋白质、所有的必需氨基酸、几乎所有必要的维生素和具有平衡的矿物质含量、不饱合脂肪酸、β-胡萝卜素等。
2.2、 增强免疫力
藻类中含有多种能增强免疫力的活性物质 (多糖, 藻蓝蛋白, 虾青素) 。微藻多糖能刺激、调节免疫作用, 不仅能够提高动物体非特异性的细胞免疫功能, 还能促进特异性的体液免疫[1]。据小鼠实体脾淋巴细胞实验表明, 从藻类中提取出的天然色素—藻蓝蛋白, 也能明显的增强免疫活性, 抑制癌细胞的生长[2]。虾青素还能显着地促进淋巴结抗体的产生, 特别是与体内T细胞相关抗原的抗体产生[3]。
2.3、 抗肿瘤、抗病毒、抗癌、抗衰老、抗氧化、抗辐射
微藻抗性的活性成分主要是微藻多糖, 藻蓝蛋白, 天然β-胡萝卜素。微藻多糖除具有提高机体免疫力和抗癌活性外, 还具有抗衰老、抗疲劳、抗辐射损伤的作用。小球藻中可提取出两种有抗肿瘤活性的糖蛋白[4], 可提取分离得到2种具有抗癌活性的多糖[5]。螺旋藻中的含硫糖脂可以抑制HIV的复制, 能阻止AIDS (爱滋) 病毒的生长[6]。微藻中富含的β—胡萝卜素具有抗衰老的作用, 不饱和脂肪酸具有防止皮肤老化的功效[4]。
2.4、 预防和治疗疾病
微藻能够产生抗生素, 已知的有脂肪酸、其他有机酸、酚类抑制剂、溴酚、类萜、单宁、多糖和其他碳水化合物及酚类[3]。微藻活性物质中富含的多不饱和脂肪酸具有多种药理作用, 调节血压、胆固醇合成、细胞增生等, 可防止糖尿病、肥胖症等[4]。小球藻中富含的EPA (二十碳五烯酸, 多不饱和脂肪酸) 被广泛用于防治各种心血管疾病, DHA (二十二碳六烯酸, 属长链多不饱和脂肪酸) 用于预防和治疗高血脂所致的动脉粥样硬化、冠心病和舒张血管、抗血小板凝聚及抗血栓作用[4]。而且小球藻具有潜在降血糖作用[5]。另外微藻中所富含的胡萝卜素、类胡萝卜素也都具有一定的预防和治疗心脑血管疾病的作用[2]。除此之外, 微藻还具有抗凝血活性, 增强造血功能, 抗菌抗炎作用等, 对于疾病的预防具有重大影响。
3、 发酵型乳酸饮料的功能性价值
居民对生活质量的关注度日益提高, 注重营养价值较高的乳制品消费取向, 使居民成为乳制品的消费群体。人们常说的乳酸饮料包括两种, 发酵型和调配型。发酵型乳酸饮料是以牛奶或乳制品进行乳酸菌发酵后加工而成。而调配型乳酸饮料是以水、牛奶或乳制品、甜味料、柠檬酸或乳酸等原料加水配制而成的。在营养价值和口感风味上, 调配型乳酸饮料远远不如发酵型乳酸饮料。因而发酵型乳酸饮料更受到消费者的青睐, 消费市场也更为广阔。也曾经有权威机构和专家对比了酸奶、纯奶、豆奶等三种重要营养食品的营养价值, 得出的结论是酸奶的营养保健价值最高、豆奶第二、纯奶第三[7]。
乳酸菌饮料经过发酵, 其中含有大量对人体有益的乳酸菌和乳酸菌的有益代谢产物, 具有乳酸菌及其发酵产物的生物功能, 还含有肽、氨基酸、小分子脂类、活性钙、镁、磷、单糖、乳酸等营养及活性物质, 极易被人体消化吸收, 对人体有良好的健康效果, 是有益健康的理想饮料。在营养价值上, 经过乳酸菌发酵后的制品改善了制品风味, 形成的微细的奶酪脂肪肽、氨基酸、脂肪球易于消化, 脂肪酸含量增加;提高蛋白质、脂类与维生素等的代谢;改善胃肠道的功能, 增强免疫力, 消化吸收效率高;防癌和抗癌作用;降低胆固醇、改善血脂;缓解乳糖不耐症;防止有害物质产生、延缓人体衰老;促进生殖泌尿系统健康;抑制有害菌、防止腹泻;抗高血压、减少心血管疾病的发病率;降低与酒精中毒性肝病相关的内毒素的作用等等[8]。
4、 功能性微藻饮料的开发
研究开发微藻功能性食品, 是与人类健康密切相关的重要课题。生活水平的普遍提高, 消费意识的普遍增强, 广大人民群众的消费需求逐渐讲究安全、营养、保健。目前微藻类功能产品主要以粉剂、丸剂、抽提物、胶囊、口服液、鲜藻面等[9]等形式投放到保健品市场或用作食品添加剂。近年陆续出现了把藻粉和抽提物添加到食品中制成具有微藻营养和风味的饮料、营养液和速食面包及健美减肥食品等等。作为食品添加剂的小球藻提液的浓缩物, 也已经在某些地区形成规模化生产, 添加于大米、发酵大豆制品等食品中。
中国饮料行业是改革开放以来发展起来的新兴行业, 是中国消费品中的发展热点和新增长点。饮料的品种繁多, 例如矿泉水、碳酸饮料、果汁、蔬菜汁、奶、啤酒和葡萄酒等, 都已形成大规模和自动化生产体系。微藻饮料的推广, 特别是能够减少婴幼儿对微藻片剂的抵抗, 解决难以服用的问题。微藻饮料的应用市场正在逐步开拓, 目前市场上应用于食品行业的大多数为蓝藻门的螺旋藻和绿藻门的小球藻。研究开发以来, 也陆续出现了各式各样的螺旋藻营养饮料、螺旋藻固体饮料、螺旋藻乳酸菌冰淇淋等功能食品。杜氏盐藻在国内也已用于生产胡萝卜素功能饮料。
螺旋藻饮料的制备研究已经十分广泛, 其主要的生产工艺为: (称取适量螺旋藻→加水配液→酶解→护色→离心分离→调配→均质→装瓶→脱气→封口→灭菌→冷却→成品) [10]。其中对于各个步骤的影响因素也加以探讨找寻最适条件来达到营养价值与口感风味的结合。使用多种脱腥工艺掩盖或去除螺旋藻中具有浓烈腥味的物质, 减少在食品中的应用限制[11]。使用木瓜蛋白酶来适度降解螺旋藻蛋白质, 以制造更优质稳定螺旋藻饮料, 产品外观呈半透明浅绿色, 无沉淀和分层现象, 解决由螺旋藻蛋白引起的沉淀和分层现象, 提升产品的外观和内在品质[12]。也有采用活体环境下制备螺旋藻纯天然饮料, 保持其固有的活性物质, 不破坏营养成分[13]。
螺旋藻饮料的制备工艺在不断地丰富和完善, 且小球藻的研制开发也在逐步丰富中。通过寻找采用超声波法提取小球藻多糖和双酶法水解小球藻蛋白的最适条件, 在优化的组合工艺条件下研制出呈现透明黄绿色, 无明显藻腥味, 风味独特, 具有良好口感的小球藻保健饮料成品[14]。
5、 微藻乳酸饮料的市场前景
饮料行业的发展逐渐扩大, 微藻饮料各式各样, 其中最受关注的是微藻乳酸饮料, 乳酸菌饮料所带来的营养健康价值也逐渐被人们认知, 市场的消费量也在逐步上升中[15]。美味与健康同行仍然是酸奶发展的基础。人们的需求主要在营养健康和感官上, 营养价值高, 低脂低热量低糖、高钙、高膳食纤维、添加不饱和脂肪酸。感官方面就体现在口感风味上、色泽品质上[7]。功能型酸奶的出现满足了消费者逐渐提高的要求, 有更为丰富的营养价值和研究价值, 目前已研制成功的种类很多, 例如枸杞酸奶、决明子酸奶、山楂枸杞保健酸奶、益生南瓜酸奶、魔芋灵芝酸奶、葛根酸奶、银杏酸乳、搅拌型黑加仑酸奶、芦笋保健搅拌酸奶、螺旋藻酸奶等[16]。
将微藻与乳酸饮料相结合, 即把两大营养食品的结合, 将微藻加入酸奶中提高了它们作为单一产品时的营养价值及商品价值。能够达到营养物质的相互补充, 微藻补充了乳酸饮料中含量少的维生素与矿物质, 乳酸饮料补充了微藻中没有的肠道益生菌。进一步预防疾病, 强身健体;食用量不多, 美味, 补充营养变得没有负担;微藻饮料还可以在饭前饮用, 增加人体肠道吸收, 增加食欲。因此, 微藻乳酸饮料是十分值得推广和发展的营养保健饮料。
微藻在乳酸饮料的应用市场正在逐步开拓, 目前市场上应用于食品行业的大多数为蓝藻门的螺旋藻和绿藻门的小球藻。螺旋藻在乳酸饮料中的应用中, 已经得到了良好的成效[17], 而对于小球藻乳酸饮料的发展仍处于初步阶段。小球藻广泛分布于自然界;易于培养, 不仅能利用光能自养, 还能够在异养条件下利用有机碳源进行生长繁殖, 且不受光照和温度的影响, 生长繁殖速度快, 是地球上唯一能在20h增长4倍的生物[18]。我国虽曾养殖过小球藻, 但一直未形成产业化规模, 但随着异养培养等技术的不断提高, 小球藻的产量将急剧增加, 小球藻的各种产品应运而生, 小球藻的市场也在逐渐扩大。在制备工艺过程中, 小球藻具有很多的优点, 小球藻具有抗细菌的功能, 含有小球藻素的脂肪酸混合物[2], 细胞内的超过氧化歧化酶 (SOD) 保护食物免受氧化损伤而变质[3], 增加了微藻饮料的安全性。微藻中的小球藻对酸奶有增稠作用, 能够增加乳酸饮料的口感风味, 便于广大群众接受。
由此可见, 对于小球藻在食品行业的研究与生产也越来越多[19]。小球藻饮料的研制和开发也投入市场, 走进广大人民群众的生活[14], 小球藻乳酸饮料的营养保健功能逐渐受到食品产业青睐, 工艺研究也越来越深入, 为形成产业化大规模生产努力着[20]。
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