螺旋藻的介紹

螺旋藻的介紹

水產養殖系養殖科學研究所

指導教授：陳衍昌博士

姓名：彭子倩

螺旋藻的產地－非洲、墨西哥

1921年，生物學家首先在非洲查德湖畔發現了螺旋藻。四零年初法國藻類學家Dangeard描述在非洲查德湖附近的土著，採集湖中的螺旋藻，曬乾後與穀類攪拌或作為羹湯食用；無獨有偶地，墨西哥的阿茲堤克人以Texcoco湖中的螺旋藻，作為主要蛋白質來源（http://www.febico.com.tw/v-disc_c_03.htm）；直到1963年，法國學者克里蒙德（G. Clement）博士發現螺旋藻有豐富的營養價值，才開始對其營養成分與人工養殖進行基礎研究（http://www.vedan.com.tw/par t01 _sub01_05.htm）。

螺旋藻是一種生長在鹼性鹽湖的藍綠藻。在全世界的原產地最主要有兩處：非洲的查德湖（Lake Chad）、墨西哥的Texcoco湖；直到最近，中國雲南省的程海及美國一些鹼性湖泊都有發現螺旋藻的存在。

墨西哥境內遍佈著大大小小的鹹水湖。而Texcoco湖位於墨西哥盆地中央，是屬於古代湖泊殘留的一部分，其地理位置為北緯19~20度、西經98~99度之間，海拔高度在2000公尺左右。當地夏天雨季是屬於半乾燥氣候，氣候上會有一種負水平衡的現象（一年的降雨量為600mm，但蒸發量卻為1800mm）。此湖的初級生產力相當的高，因此湖面經常呈現綠色和其他深色水華（藍色、深褐色、紫色及黃色）。湖水的溫度和溶氧量變化量相當大，且會隨著地形、水深而有所差異（Alococer ＆ Hammer,1998）。

圖一：Texcoco湖(Lago de Texcoco)的地理位置，其中可細分為數個小湖區

查德湖 (Lake Chad) 位於西非撒哈拉沙漠邊緣，周圍環接著四個國家：尼日利亞、尼日爾、查德及喀麥隆。查德湖曾經是非洲第四大湖，全球第六大湖，但因在過去四十年因為降雨逐年減少，以致於湖面面積縮小，只剩三十五年前的1/20倍，對水中的生態影響甚大；因而亦有人會將其視作濕地。（http://www.ianho. net/knowledge/shrinking_lake.htm）

圖二：查德湖位於非洲地理位置

圖三：查德湖在近四十年湖面積逐漸縮小的情形。自兩萬年前以來，湖面積都有增減，但近

幾年代縮減是最嚴重。推測可能與全球溫化無關，但與周遭的人類活動有關

近來中國宣稱程海亦有出產螺旋藻，程海位於雲南省永勝縣中部，海拔高度1503公尺，湖長20公里，南北走向，均寬4公里。湖水最淺處36.9公尺，儲水量19.87億立方公尺，面積77.2平方公里，為滇西第二大湖。該地氣候屬中亞熱帶氣候，一年日照約2700小時，平均氣溫18.7℃，，湖面水溫17.6~27.5℃，全年無霜，pH值8.6~9.3；湖水礦化度高，碳源豐富。（http://big5.xinhuanet.com/gate

/big5/www.yn.xinhuanet.com/nets/lj/xlym/fjms-10.htm）

圖四：雲南省永勝縣的地圖，程海位於中部

螺旋藻的應用

生產商業性螺旋藻，目前已遍及全球，乾燥後的螺旋藻可添加於食品中（Cifelli, 1983; Belay et al.,1993）。螺旋藻的成分：蛋白質（佔乾重60~70％）、維生素（B₁₂和β-胡蘿蔔素含量高）、礦物質、必須胺基酸和脂肪酸，特別是γ-次亞麻油酸（GLA）含量豐富（Belay et al, 1993）。

螺旋藻使用在人類食品添加物已經有二十年的歷史，對於醫療也有許多臨床報告（如Table 1.）。其中主要的功能有：降低血液中膽固醇含量、 β–胡蘿蔔素可預防癌症及減緩病情、營造腸胃中健康的乳酸桿菌群、減輕汞及藥物對於腎的毒性、γ–亞麻油酸(GLA)可刺激前列腺素作用、藻藍蛋白(Phyeoeyanin)可提高免疫系統、輻射的保護、提高鐵的吸收及調理貧血症及減肥。特別是螺旋藻的液態萃取物能抑制HIV-1病毒來自人體T-細胞及週邊血管單核細胞的複製（Ayehunie

et al.,1998），對於愛滋病人而言，無啻是一個新的希望。

將螺旋藻添加在動物飼料中是近年來才發展的新技術，其中以各樣水產品（吳郭魚、虱目魚、鯉魚、鰤、鮭魚、嘉鱲魚、明蝦、鮑魚等等）及陸上動物（雞、牛、豬）為主要研究對象。在早期的研究中，螺旋藻添加在飼料中都是針對成長率、活存率、飼料轉換率及組織特性作為探討。在成長率、活存率及飼料轉換率方面，添加適當的螺旋藻來取代飼料中蛋白質，結果發現都有顯著的效果（Table 2.）。在組織特性方面，運用在魚類上，有明顯增加體色的效果，同時可降低魚肉中膽固醇含量和增加肌肉紋理，提高食用的口感；在家禽方面，可增加蛋黃色澤及孵化率（Table 3.）。直到最近才有針對免疫、抗病毒、抗癌症作為研究。

Table 1.螺旋藻對於醫療上的研究

應用	對象	結果	參考資料
Hyperlipidemia	Rat	可降低血液中總膽固醇含量。使HDL-膽固醇含量增加，LDL-膽固醇含量受到抑制。	Kato et al., 1984
	Rat	藉由補充脂肪分解酵素，增加三酸甘油脂含量在血液和肝中的比例。	Iwata et al., 1987,1990
	Human	測量30個病人的血液中總膽固醇含量，LDL-膽固醇和 AI（Athero-genic Index）會降低，同時HDL-膽固醇會增加。	Nakaya et al.,1988
Adipohepatosis	Rat	病情受到抑制，促進痊癒。	Kato et al.,1984
Antitumor	Hamster	研究指出β-胡蘿蔔素、類胡蘿蔔素有抑制癌細胞的物質，服用適當的螺旋藻可抑制細胞毒素。	Schwartz ＆ Sklar,1987
	Hamster	螺旋藻的萃取物可防止腫瘤細胞增殖。	Schwartz et al.,1988
Immune system	Mouse	螺旋藻可抑制diisocyanate所引起慢性過敏症。	Nagao et al.,1991
	Mouse	初級免疫反應中可預防胸腺和單獨病原的增值。	Hayashi et al.,1992
Radioprotective effect	Mouse	以乙醇萃取螺旋藻所得的物質，可減緩γ-射線誘導micronucleus發生的頻率。	Oishen et al.,1989
Renal toxicity	Rat	螺旋藻食品可以防止無機物－汞及三種藥物（para-aminophenol,gentamicin 和cisplatin）引起腎衰竭。	Yamane et al.,1988
	Rat	藻藍蛋白可防止汞及cisplatin所引起腎衰竭。	Fukino et al.,1990
Intestinal flora	Rat	腸道中大腸桿菌和比菲德氏菌明顯增加。	Tschihashi et al.,1987
Diabetes	Rat	在葡萄糖含量較低血液中，螺旋藻親水性部分可快速的作用；而疏水性部分可抑制葡萄糖含量。	Takai et al.,1991
Obesity	Human	在連續四星期，每天三次，每次服用2.8克的螺旋藻，病人明顯降低體重。	Becker et al.,1986
Hypertension	Rat	減緩高血壓。	Iwata et al.,1990

Table 2.螺旋藻對於動物及水產生物的活存率及生存率

種類	摘要	參考資料
Big mouth buffalo （Ictiobus cyprinellus）	改善成長率為29g dwt/kg-1 body wt。	Stanley ＆ Jones, 1976
Blue tilapia （Tilapia aurea）	如上	Stanley ＆ Jones, 1976
Nile tilapia （Tilapia nilotica）	螺旋藻補充蛋氨酸可成功取代魚飼料。	Chow ＆ Woo（1990）
Milkfish fry （Chanos chanos）	添加50％的螺旋藻取代飼料，完全無負面影響。	Santiago et al., 1989
Silver carp （Hypothalamichthys molitrix）	添加10％的螺旋藻在飼料中可改善成長率及增加體重。	Ayyappan, 1992
	利用30％的螺旋藻取代飼料中的蛋白質來改善成長。	Daniel ＆ Kumuthakala-vally, 1992
Grass carp （Ctenopharyngodon idella）	如上	Ayyappan, 1992
Common carp （Cyprinus carpio）	如上	Ayyappan, 1992
Cultured striped jack（Pseudocaranx dentex）	添加5％螺旋藻在飼料中，結果顯示有好的成長率和飼料轉換率：10％的螺旋藻會輕微抑制成長。	Watanabe et al.,1990
Yellow tail （Seriola quinqueradiata）	補充1~10％的螺旋藻可改善成長率（控制組的1.5倍）、活存率及飼料轉換率。	Kato ＆ Miyakawa,1992
Masou salmon （Oncorhynchus masou）	可改善成長率、活存率、飼料換轉效率，抵抗預防細菌的傳染。	Kato ＆ Miyakawa,1992
Sweet smelt or ayu（Plecoglossus altivelis）	如上	Kato ＆ Miyakawa,1992
Sea eels （Anguilla japonica）	改善成長率、活存率、飼料轉換效率。	Kato ＆ Miyakawa,1992
Red sea bream （Pagrus major）	餵食5％的螺旋藻可增加成長率、活存率、飼料轉換效率。	Mustafa et al., 1994a
Silver sea bream （Rhabdosargus sarba）	比較取代到50％螺旋藻的飼料之成長率，結果無負面效果。	El-Sayed, 1994


Giant freashwater prawn（Macrobrachium rosenbergii）	添加5~10％的螺旋藻明顯改善成長率、活存率、飼料轉換效率。	Nakagawa ＆ Gomez-Diaz, 1995
Chicken	在幼公雞飼料中添加1.5~12％螺旋藻取代其他蛋白質來源，有好的成長率及飼料的轉換率。	Ross ＆ Dominy, 1990
	餵食成長的鷄5~10％螺旋藻，明顯可改善成長及產卵。	Blum ＆ Calet, 1976；Yoshida ＆ Hoshii,1980；Becker ＆ Venkataraman 1982； Brune. 1982; Nazareno et al.,1975Na
Quail	餵食1.2~10％的螺旋藻會有較高的產蛋量及孵化率。	Ross ＆ Dominy, 1990
	添加0.2％螺旋藻可降低比控制組20倍的死亡率。	Sakakibara ＆ Hamada, 1994
Turkey poults	添加1000~10000mg/kg-1的螺旋藻會有較高的存活率及較低的死亡率。	MA Qureshi, personal communication
Yorkshire pigs	在飼料飼料中添加螺旋藻或綠球藻，重量較控制組增加。	Yap et al., 1982

Table3.螺旋藻對於一些動物在組織的影響

種類

摘要

參考文獻

Fancy red carp

（Cyprinus carpio）

將來自螺旋藻Zeaxanthin 和myxoxanthophyll作顯色比較，結果發現前者有明顯增色，後者沒有。

Matsuno et al., 1970