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为解决可持续营养食品短缺及环境问题,研究人员开展淡水丝状藻类作为 EFA 和生物活性物质来源的研究。筛选 91 株藻,发现 Groenbladia neglecta 含 34.4±1.59 dw% 脂质、14.3±0.46 dw% EFAs,ω-6/ω-3 比 3.57,具开发潜力。
全球粮食危机与营养失衡背景下,传统农业面临耕地减少、温室气体排放等挑战,且现代饮食中 ω-6/ω-3 脂肪酸比例失衡(西方常达 15-20:1,远超推荐的 1:1),引发心血管疾病、代谢紊乱等健康问题。开发可持续、高营养且环境友好的新型食物来源迫在眉睫。藻类因生长速度快、光合效率高、可利用非耕地等优势,成为潜在解决方案,尤其是丝状藻类,其体型较大、收获成本低(仅为微藻的 20-30%),在食品、饲料等领域应用潜力显著。
德国汉堡大学的研究人员围绕淡水丝状藻类的营养价值展开研究,相关成果发表在《Algal Research》。研究旨在筛选高生长速率、富含必需脂肪酸(EFAs)和生物活性类胡萝卜素的丝状藻株,评估其作为可持续食品和生物活性化合物来源的可行性。
研究主要采用以下关键技术方法:
- 藻株筛选与培养:从 Microalgae and Zygnematophyceae Collection Hamburg(MZCH)筛选 91 株淡水丝状藻,在改良 WHM 培养基中培养,测定生物量及细胞尺寸。
- 生化成分分析:采用 Lowry 法测蛋白质,苯酚 - 硫酸法测碳水化合物,高效液相色谱(HPLC)分析类胡萝卜素,改良 Folch 法提取脂质并通过气相色谱(GC)测定脂肪酸组成。
- 统计分析:运用 SPSS 进行数据统计,评估不同藻株间差异。
3.1 生长与生物量生产
经 21 天培养,筛选出 11 株高生长潜力藻株。细胞长度 5.8-117.2 μm,宽度 6.4-56.7 μm,Oedogonium foveolatum 和 Spirogyra sp. #771 生物量最高(0.70 和 0.67 g?L-1),其较大细胞尺寸适合纺织工业直接用于生产生物基纤维。
3.2 生化组成
- 生物活性类胡萝卜素:Klebsormidium nitens 总生物活性类胡萝卜素(tBC)含量最高(11.5±0.05 mg?g-1 dw),Spirogyra sp. #771 因生物量高,tBC 浓度达 3.90 mg?L-1,二者均具作为天然色素原料潜力。
- 碳水化合物与蛋白质:Hyalotheca dissiliens 碳水化合物含量 56.4±2.32 dw%,Mougeotiopsis calospora 蛋白质含量 48.0±2.19 dw%,均优于部分微藻和高等植物。
- 脂质与脂肪酸:Groenbladia neglecta 脂质含量 34.4±1.59 dw%,EFAs 含量 14.3±0.46 dw%,ω-6/ω-3 比值 3.57,接近理想膳食比例,且多不饱和脂肪酸(PUFA)占比高,是优质油脂来源。
3.3 必需脂肪酸
G. neglecta 的 EFAs 生产力最高(2.12 mg?L-1 d-1),其 ω-6/ω-3 平衡(3.57)优于大豆油(8.68)等传统油脂,可有效改善现代饮食脂肪酸失衡问题。
结论与讨论:
本研究证实淡水丝状藻类在可持续食品和生物活性化合物生产中的潜力。G. neglecta 因高 EFAs 含量、理想脂肪酸比例及较低收获成本,成为开发富含 EFAs 食品的理想候选;K. nitens 和 Spirogyra sp. #771 在类胡萝卜素生产中表现突出。丝状藻类的易收获性显著降低工业生产成本,相比微藻更具经济优势。未来需进一步优化培养条件,提升其产业化应用潜力,为解决全球粮食与营养危机提供新路径。