双醛淀粉交联ε-聚-L-赖氨酸（DS-PLL）的合成与表征：提升普通小球藻采收效率的多功能生物絮凝剂

针对微藻采收效率低、成本高的瓶颈问题，研究人员通过希夫碱反应合成新型生物絮凝剂DS-PLL。该材料在4 wt%剂量下6分钟内实现>90%采收率，形成5-30倍于ε-PLL的絮体，降低离心能耗10倍，并保留抗菌特性，为可持续生物质生产提供高效解决方案。

　　

微藻作为"绿色细胞工厂"在生物经济中扮演着重要角色，但其产业化面临一个关键瓶颈——如何从稀薄的培养液中高效回收微小的藻细胞。传统方法如离心能耗极高（占生产成本20-50%），而化学絮凝剂又存在污染风险。更棘手的是，微藻表面负电荷和培养液中有机物会干扰絮凝，且采收后生物质易受微生物污染。这些挑战促使科学家们寻求既能快速聚集藻细胞，又安全环保的新型生物材料。

韩国研究团队在《Bioresource Technology》发表的研究中，创新性地将天然抗菌肽ε-聚-L-赖氨酸(ε-PLL)与双醛淀粉(DS)通过希夫碱反应交联，开发出DS-PLL絮凝剂。这项研究通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和凝胶渗透色谱(GPC)验证材料结构，采用非线性动力学模型分析絮凝过程，并结合水生生物急性毒性测试和长期储存实验评估其安全性。

合成与表征
FT-IR检测到1740 cm^-1醛基特征峰和1644 cm^-1亚胺键峰，证实DS与ε-PLL成功交联。GPC显示DS-PLL分子量显著增加，多分散指数从1.05升至2.36，形成网状结构。

生态安全性
在100 mg/L浓度下，DS-PLL对青鳉鱼和大型蚤的96小时/48小时半致死浓度(LC₅₀/EC₅₀)均>100 mg/L，证明其环境友好性。

采收性能突破
相比ε-PLL，DS-PLL在4 wt%剂量下6分钟即达90%采收率，速率常数(k₁)提高4倍（0.303 vs 0.074 min^-1）。显微镜显示其形成面积大5-30倍的絮体，Arrhenius方程计算得其活化能仅3.9 kJ/mol，展现优异温度稳定性。

工艺整合优势
预处理使离心力需求从1000×g降至100×g。更值得注意的是，DS-PLL处理的藻粉在17天储存中保持绿色无污染，而对照组67小时即出现真菌污染。

这项研究通过巧妙的分子设计，将ε-PLL的抗菌特性与淀粉基材料的絮凝能力相结合。DS-PLL不仅解决了采收效率问题，其10倍离心能耗降低和生物质防腐功能，为微藻产业链提供了"采收-保存"一体化解决方案。该材料在食品级生物质生产、水处理等领域展现出独特优势，其低活化能的特性更适用于温差较大的户外培养系统。未来研究可进一步优化交联度，并在不同藻种中验证普适性。