螺旋藻属

出处：按学科分类—自然科学总论 北京出版社《现代科技综述大辞典上》第1050页（2999字）

螺旋藻属蓝藻门颤藻科。

1827年，由特皮(Turpin)建立，但因条件所限未提到藻体有横壁。1852年，斯梯曾伯格(Stizenberger)因螺旋藻有明显横壁，另外建立了节螺旋藻属。

1932年，吉特洛(Geitler)据非吉尼(Figini)等人对无壁螺旋藻处理结果(经化学和染色能显出横壁)，将螺旋藻属和节螺旋藻属合并成螺旋藻属。20世纪50年代后，电镜的应用使螺旋藻具横壁得以证明。

1970年以后，伯里利(Bourrelly)根据培养时有的螺旋藻丝呈现直线状，而有的颤藻则呈现螺旋状提出螺旋藻应归入颤藻属，此意见未被广泛接受。1982年底，卡鲍内拉(Carbonera)等从免疫电泳、基因、亚显微结构等方面证实螺旋藻不应归属颤藻属，从而使认识一致起来。

螺旋藻属已分离和描述的约有35种，中国有5种。螺旋藻多生活在盐碱水域，淡水中也有分布，是一种极有开发前景的藻类蛋白质资源。

螺旋藻被食用由来已久。墨西哥特克斯科克湖和非洲的乍得湖是螺旋藻的天然产地。当地人食用从湖面采收的藻类已有数百年历史。1521年，西班牙贝尔纳尔·迪亚斯·德尔·卡斯梯洛(Bernal Diaz delcastillo)和墨西哥博物学家弗朗西斯科·埃尔纳德斯(Francisco Hernandez)到达墨西哥时，第一次记述了从特克斯科克湖内用螺旋藻制作的蓝绿色“饼”。

1940年，法国藻类学家丹吉尔特(Dangeard)研究并报道了当地人从乍得湖采作食物的螺旋藻干物质。1964年，比利时植物学家丁·利昂纳德(J．Leonard)经观察后指出螺旋藻蛋白质含量达干重的70%。1966年，法国人克莱门特(Clement)和利昂纳德等对螺旋藻进一步作了报道。法国、意大利、日本、墨西哥等对实验室的或自然条件下生长的螺旋藻干粉进行分析并证实了利昂纳德的数据，螺旋藻含蛋白质65%、碳水化合物19%、色素6%、脂类4／%、纤维3%、灰分3%、氨基酸组成平衡合理，富含β－胡萝卜素和多种维生素以及生物活性物质等。毒物学家杰曼·钱莫罗(German chamorro)费时两年半，耗资数百万法朗，对实验动物完成了螺旋藻系统性毒理学研究，未见异常现象和病理学效应，并于1980年发表了6万余字的报告。近20多年来，世界许多国家相继对螺旋藻进行了研究、培养与开发利用。

80年代初，中国对螺旋藻进行了研究，近几年在开发应用上取得了较大的进展。

螺旋藻，一般有多个短圆筒形细胞组成藻丝体，无鞘，丝体呈或松或紧的规则螺旋弯曲，有的种细胞内近横壁处有颗粒，藻体蓝绿色，无异形孢和厚壁孢子，丝体有时出现空细胞。

其繁殖以母细胞横裂产生子细胞导致藻丝加长，也可由数个细胞的短丝发展成孤状或具螺旋的丝体。

1980年，柳文·雷日费(Lewin．Razpha)指出培养过程中螺旋藻能产生不卷曲的变异株。

商树田也多次发现，在低温或营养不良时，个别种的藻丝一旦变直即不能再恢复弯曲，此现象有待深入研究。国内外资料表明，生产上多采用钝顶螺旋藻和极大螺旋藻。

螺旋藻含叶绿素α，是光能自养原核藻类利用二氧化碳或碳酸氢钠为碳源，以硝酸钠或尿素等为氮源，在满足磷、钾、钠、钙、镁、铁、氯、硫等矿质营养条件下合成蛋白质等有机物，其光能转化率可达18%，光合效率达43%。实验室培养螺旋藻一般以赞拉克为经典配方，它营养全面、效用时间长，但价格昂贵，生产上难以应用。各国藻类工作者因地制宜研制出许多培养基配方，如印度的CFTRI等。

为获取优质高产螺旋藻，需满足其所求条件。

研究证明，当满足营养与温度要求时后，在光饱和范围内光照强则产量高。连续过强光照能引起藻丝光休克(漂白致死)，可采取选种驯化、提高接种浓度、搅拌、遮荫等措施防止。

藻液H⁺浓度10^－10～10－9mol／L，有利于CO₂的蓄积和碳酸的吸收，光合作用增强；H+浓度小于^－11mol／L会产生伤害作用，而H⁺浓度大于10^－8mol／L则光效较低，同时容易滋生杂藻。生产中7～9月份易发生虫害，如轮虫、致倦库蚊、水蝇等，尤以轮虫危害大，致可招毁灭性后果，应采取清洁环境、设滤虫网框和少量低毒的或无毒的药物综合防治；细菌性病害尚未发现。1986年以来，中国科技人员研制了多种螺旋藻培养基，证明用尿素代替硝酸钠(0．5～3．5g／L)供应氮素，以0．1g／L施用两次比施用一次0．2g／L的效果好，能避免氨中毒；施用农用磷酸二氢钾(或过磷酸钙)与氯化钾分别代替磷酸氢二钾与硫酸钾，生物产量无明显差异，但生产成本可降低。

螺旋藻比小球藻、栅藻等真核藻类有更多优点，它既可工业化生产，又可土法放养，技术操作简便易行，因而使其成为被联合国粮农组织推荐、国际厂商竞相生产加工的生物产品，到1993年，世界已有10多个国家和地区大规模商品化生产螺旋藻，如法国、日本、德国、墨西哥、乍得、美国、意大利、印度、以色列和中国的台湾、海南省等。

近几年应用藻粉开发的新产品有几十种之多，如西欧注重保健食品、药品，天然色素、系列化妆品的开发；亚洲注重用在对虾、鲍鱼、观赏金鱼等的饵料；世界一些国家和国一些单位正致力于研究、开发以螺旋藻为原料的抗辐射、抗缺氧、抗肿瘤、抗衰老药品，用螺旋藻制剂治疗多种溃疡病、贫血症、糖尿病、某些肝病和视觉障碍病症等。日本从螺旋藻提取葡聚糖，β－萝卜素作抗癌药物等。

此外，螺旋藻有高活性氢酶，可作为光合制氢的生物材料，自然条件下，螺旋藻属的一个种能固定空气中的氮。但不断使螺旋藻高产，优质、降低成本仍是个重要问题；加强藻种的提纯复壮和分离、选育驯化，势在必行。

日本研究人员已利用遗传操作培育出4℃条件下生长的螺旋藻；开展原生质体融合及基因重组方面的高生物技术研究以及在药品、保健食品、饵料等方面的深入研究、应用等已成为较有前景的课题。

【参考文献】：

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(北京农业大学生物学院商树田撰)