2017年11月的“饑餓項(xiàng)目”聲稱，世界76億人口中，8.15億人沒有足夠的食物來養(yǎng)活自己。其中，近四分之三的人口直接依賴農(nóng)業(yè)和類似活動(dòng)。隨著時(shí)間的推移，指數(shù)級人口激增可能會(huì)降低糧食安全水平。根據(jù)聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織的一份報(bào)告《糧食及農(nóng)業(yè)的未來》，“擴(kuò)大糧食生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)增長往往會(huì)給自然環(huán)境帶來沉重的代價(jià)”。它還指出，地球有能力滿足糧食安全的要求，然而，農(nóng)業(yè)部門將需要“重大變革”才能發(fā)揮其全部潛力。
微藻作為人類的食物已經(jīng)有幾千年的歷史了，補(bǔ)充微藻可以緩解資源緊缺的陸地糧食作物的壓力。藻類，被認(rèn)為是世界上最古老的植物之一。它們的首次亮相要追溯到35億年前。這些光合物種由長度達(dá)60 m的多細(xì)胞結(jié)構(gòu)（巨藻）和大小為0.2 μm的單細(xì)胞生物（微藻）組成。微藻是一個(gè)非常多樣的群體，估計(jì)物種數(shù)量在20萬種到80萬種之間。其中一些物種是在工業(yè)規(guī)模下種植的，用于提取人類和動(dòng)物所需的生物活性化合物，化妝品和生物燃料工業(yè)展示了從微藻生物質(zhì)中提取各種生物活性成分的生物精煉方法。
據(jù)報(bào)道，與牛奶、大豆、雞蛋和肉類等傳統(tǒng)蛋白質(zhì)來源相比，許多微藻含有相似數(shù)量的蛋白質(zhì)。然而，從微藻中提取蛋白質(zhì)在營養(yǎng)價(jià)值、效率和生產(chǎn)力方面有著不同的優(yōu)勢。據(jù)報(bào)道，微藻的蛋白質(zhì)產(chǎn)量為4~15 噸/公頃/年，而陸地作物產(chǎn)量分別為小麥1.1 噸/公頃/年，pulse legume 1~2 噸/公頃/年，大豆0.6~1.2 噸/公頃/年。通過農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的陸生作物消耗全球淡水總量的75%。同時(shí)，為提取等量的蛋白質(zhì)，動(dòng)物蛋白質(zhì)來源消耗的水量比植物來源多100 倍。此外，海洋微藻可以在沒有淡水和耕地的情況下種植，進(jìn)一步最大限度地利用生產(chǎn)額外陸生糧食作物所需的資源。此外，由于惡劣的極端環(huán)境條件和光營養(yǎng)生長方式，微藻暴露在自由基和高氧化應(yīng)激下，使得微藻進(jìn)化出自然保護(hù)系統(tǒng)，如產(chǎn)生抗氧化劑和色素（例如葉綠素、胡蘿卜素和藻膽蛋白）。這些成分可用于人體補(bǔ)充，因?yàn)槿梭w內(nèi)部無法合成。
在最新一期的《Food Science and Human Wellness》中，諾丁漢大學(xué)馬來西亞分校工程學(xué)院化學(xué)工程系的Apurav Krishna Koyande、Kit Wayne Chew和印度VIT大學(xué)土木與化學(xué)工程學(xué)院化學(xué)工程系的Krishnamoorthy Rambabu等人強(qiáng)調(diào)了微藻在食品和營養(yǎng)工業(yè)中的重要性，以及微藻如何有助于改善人類的健康和福祉。重點(diǎn)介紹了微藻類人體補(bǔ)充劑的現(xiàn)狀及未來的發(fā)展前景。
微藻在人類飲食中已經(jīng)存在了數(shù)千年。它是一種未充分開發(fā)的用于生產(chǎn)膳食食品的作物。微藻種殖不與傳統(tǒng)作物所需的土地和資源競爭，與陸地作物相比產(chǎn)量更高。它的高蛋白含量顯示出巨大的潛力，以滿足不斷增長的人口的飲食需求。除了作為蛋白質(zhì)來源外，微藻中各種生物活性成分的存在還提供了額外的健康益處。本文綜述了各種微藻源蛋白質(zhì)和其他生物活性成分。由于具有抗癌、抗氧化和抗高血壓的特性，色素成為被廣泛研究的生物活性成分之一。與各種植物和花卉物種相比，微藻含有更多的色素。微藻源蛋白具有完整的必需氨基酸（EAA）特征，其蛋白質(zhì)含量高于傳統(tǒng)蛋白質(zhì)來源，如肉類、家禽和乳制品。然而，以微藻為基礎(chǔ)的功能性食品并不多。意識的缺乏加上對生產(chǎn)者缺乏激勵(lì)，導(dǎo)致微藻潛力未被充分開發(fā)。本文綜合討論了微藻衍生成分作為膳食和營養(yǎng)補(bǔ)充劑的應(yīng)用。
微藻源性食品和營養(yǎng)產(chǎn)品在發(fā)展中國家具有巨大的降低營養(yǎng)不良率的潛力。微藻中豐富的蛋白質(zhì)和其他必需營養(yǎng)素可以發(fā)展一個(gè)以藻類為基礎(chǔ)的大型食品工業(yè)，致力于健康和功能性食品的商業(yè)化。除了完整的EAA譜外，微藻還含有多種生物活性成分，具有抗癌、抗氧化、抗高血壓和肝保護(hù)作用。此外，微藻源生物質(zhì)還被用于其他用途，如生產(chǎn)生物燃料和喂養(yǎng)動(dòng)物、家禽和魚類。近幾十年來，微藻衍生產(chǎn)品的利用率呈指數(shù)級增長。然而，由于微藻收獲和組分提取的高成本，基于微藻的功能性食品尚未被充分利用至其潛在能力。微藻食品成功的主要障礙是缺乏對微藻食品生產(chǎn)的激勵(lì)以及對其健康效益的認(rèn)識不足。隨著這些障礙的解決，食品和營養(yǎng)工業(yè)與微藻的結(jié)合將有利于人類的健康和福祉。此外，它還將解決與氣候變化有關(guān)的問題，并有可能克服全球人口不斷擴(kuò)大的飲食需求。
文章摘要
ABSTRACT
Microalgae: A potential alternative to health supplementation for humans
Apurav Krishna Koyandea，Kit Wayne Chewa，Krishnamoorthy Rambabub，Yang Taoc，Dinh-Toi Chud,e，Pau-Loke Showa
a Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, University of Nottingham Malaysia, 43500, Selangor Darul Ehsan, Malaysia
b Department of Chemical Engineering, School of Civil and Chemical Engineering, VIT University, Vellore, 632014, Tamil Nadu, India
c College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, 1 Weigang Road, Nanjing, Jiangsu, 210095, China
d Institute for Research and Development, Duy Tan University, K7/25 QuangTrung, Danang, Viet Nam
e Faculty of Biology, Hanoi National University of Education, 136 XuanThuy, CauGiay, Hanoi, Viet Nam
Abstract
Microalgae has been consumed in human diet for thousands of years. It is an under-exploited crop for production of dietary foods. Microalgae cultivation does not compete with land and resources required for traditional crops and has a superior yield compared to terrestrial crops. Its high protein content has exhibited a huge potential to meet the dietary requirements of growing population. Apart from being a source of protein, presence of various bio-active components in microalgae provide an added health benefit. This review describes various microalgal sources of proteins and other bio-active components. One of the heavily studied group of bio-active components are pigments due to their anticarcenogenic, antioxidative and antihypertensive properties. Compared to various plant and floral species, microalgae contain higher amounts of pigments. Microalgal derived proteins have complete Essential Amino Acids (EAA) profiles and their protein content is higher than conventional sources such as meat, poultry and dairy products. However, microalgal based functional foods have not flooded the market. The lack of awareness coupled with scarce incentives for producers result in under-exploitation of microalgal potential. Application of microalgal derived components as dietary and nutraceutical supplements is discussed comprehensively.
該文章《Microalgae: A potential alternative to health supplementation for humans》 被 《 Food Science and Human Wellness 》于 2019 年第8卷第1期第16-24頁出版。
來源：食品科學(xué)雜志返回搜狐，查看更多
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