利用石莼水解物和石莼多糖提升集胞藻（Synechocystis sp. AUPL1）藻蓝蛋白（PC）产量与热稳定性

在藻蓝蛋白（PC）工业化生产中，提升其产量和热稳定性是关键难题。研究人员以石莼水解物培养集胞藻（Synechocystis sp. AUPL1），并测试石莼多糖对 PC 热稳定性的影响。结果显示二者效果显著，为 PC 生产提供了新方向。

　　在生命科学和健康医学领域，藻蓝蛋白（Phycocyanin，PC）有着广阔的应用前景。它不仅能作为食品、饮料和化妆品中的天然色素，还具有抗炎、抗癌、抗氧化和抗菌等多种保健特性，在全球市场的价值持续攀升。然而，PC 的工业化生产面临着两大棘手问题：一是如何提高其产量，以满足不断增长的市场需求；二是 PC 的热稳定性较差，在高温条件下容易降解，这极大地限制了它在需要高温加工或灭菌的食品领域的应用。

为了解决这些问题，来自国外的研究人员开展了一项具有创新性的研究。他们将目光聚焦于石莼（Ulva lactuca）这种广泛存在的绿色海藻，探索其在提升 PC 产量和热稳定性方面的潜力。研究人员利用石莼的水水解物和酸水解物，对集胞藻（Synechocystis sp. AUPL1）进行分批补料混养培养，并研究从石莼中提取的石莼多糖作为天然防腐剂对 PC 热稳定性的影响。该研究成果发表在《Algal Research》上，为 PC 的工业化生产开辟了新的道路。

研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。首先，通过分子生物学技术，利用 16S rRNA 和系统发育分析对集胞藻（Synechocystis sp. AUPL1）进行分子鉴定，确定其分类地位。其次，对石莼进行水和酸预处理，释放其中的糖类等营养物质，用于集胞藻的混养培养。最后，采用热力学分析等方法研究 PC 与石莼多糖混合物的热稳定性。

下面来详细看看研究结果：

• 石莼水解物对集胞藻生长和 PC 产量的影响：研究人员将石莼生物质分别进行酸性和水预处理以释放糖类。结果表明，酸水解物中的营养物质和还原糖含量（0.08 mg mL^?1）高于水水解物（0.03 mg mL^?1）。在集胞藻培养过程中，每三天添加 3%（v/v）的酸水解物，显著提高了生物质产量、PC 含量和 PC 产量，与自养对照组相比，分别实现了约 2 倍、3 倍和 6.5 倍的提升。这说明石莼酸水解物能为集胞藻的生长和 PC 合成提供丰富的营养，有效促进了 PC 的生产。
• 石莼多糖对 PC 热稳定性的影响：研究人员测试了石莼多糖作为天然防腐剂对 PC 热稳定性的作用。实验数据显示，3%（w/v）的石莼多糖可将 PC 在 60°C 下的半衰期显著延长至 293.21 min，而对照组仅为 101.65 min。热力学分析进一步证实了 PC - 石莼多糖混合物的热稳定作用，表明热降解过程是吸热且非自发的。这充分说明石莼多糖能有效提高 PC 的热稳定性，为解决 PC 在高温环境下的应用难题提供了新的方案。

研究结论和讨论部分指出，利用石莼生物质的酸水解物能够有效提升集胞藻（Synechocystis sp. AUPL1）的生物质和 PC 产量，混养培养为藻胆蛋白（Phycobiliproteins，PBPs）的积累提供了充足的碳源，使得 PC 产量大幅增加。同时，石莼多糖作为一种天然防腐剂，在提高 PC 热稳定性方面表现出色。这一研究成果具有重要的意义，石莼来源广泛、成本低廉，其水解物和多糖的应用为 PC 的工业化生产提供了一种经济可行、可持续的策略，有望推动 PC 在食品、化妆品和医药等多个领域的更广泛应用，促进相关产业的发展。