传统面包中引入钝顶螺旋藻(Arthrospira platensis)对蛋白质含量与消化率的提升效应研究

本研究针对全球蛋白质需求激增与可持续食品开发的挑战，通过将巴拉圭查科地区Yaragui Lagoon的钝顶螺旋藻(A. platensis)融入传统面包，系统评估了其蛋白质含量提升效果及消化特性。团队采用凯氏定氮法(Kjeldahl)、Lowry法及SDS-PAGE等技术，证实该藻株蛋白质含量达67%，水溶性蛋白占比66%，且10%添加量使面包蛋白质消化率提升至90%以上，为微藻蛋白在功能性食品中的应用提供了创新方案。

　　

随着全球人口预计在2050年达到98亿，传统畜牧业面临资源消耗与碳排放的双重压力，开发新型可持续蛋白质来源成为迫切需求。微藻因其高光合效率、无需耕地等优势被视为"未来食品"，其中钝顶螺旋藻(Arthrospira platensis)的蛋白质含量可达70%，且富含必需氨基酸与生物活性物质。然而，不同地理株系的营养特性差异显著，巴拉圭查科地区Yaragui Lagoon的野生藻株尚未被充分开发。来自巴拉圭国立亚松森大学(FACEN-UNA)与阿根廷国家渔业研究与发展研究所(INIDEP)的联合团队在《Journal of Applied Phycology》发表研究，首次系统评估了该藻株的蛋白质特性及其在面包中的应用潜力。

研究采用24小时光照的光生物反应器培养技术，通过凯氏定氮法测定总氮与非蛋白氮，结合Lowry法分析水溶性蛋白，并运用SDS-PAGE电泳、傅里叶红外光谱(FTIR)和紫外-可见分光光度法进行蛋白质表征。面包配方实验设置1%、5%、10%三个藻粉添加梯度，通过模拟胃肠消化模型评估蛋白质消化率(PD)与可利用性(PA)。

生物量生产力

在75天培养中，24小时连续光照策略使藻株生物量达0.58 g L^-1，显著优于传统光暗循环培养。研究证实持续光照可减少暗呼吸导致的35%生物量损失，这与Jacob-Lopes等对蓝藻的研究结论一致。

近似组成分析

使用氮-蛋白质转换因子6.2508测得藻粉蛋白质含量达67.40±0.31%，其中水溶性蛋白占66.11%。脂质(4.71%)与碳水化合物(2.30%)含量较低，灰分(9.27%)与纤维(1.56%)组成符合食品添加剂标准。

蛋白质特征

SDS-PAGE显示19 kDa条带对应藻胆蛋白α/β亚基，75 kDa处存在核膜连接蛋白。FTIR光谱中1623 cm^-1的强酰胺I带表明蛋白质以β-折叠结构为主，紫外光谱210 nm与280 nm特征峰证实富含芳香族氨基酸。

面包营养强化

10%藻粉添加使面包蛋白质含量提升至8.62%，消化率较对照组翻倍至90.3%。值得注意的是，5%添加量已显著改善蛋白质质量，消化率达76.8%，证实藻蛋白的高生物利用度。

该研究首次建立Yaragui Lagoon藻株的蛋白质特征图谱，其24小时光照培养策略为工业化生产提供优化方案。面包强化实验证明，仅需5-10%添加即可实现蛋白质"质-量双升"，且消化率超越大豆等植物蛋白。这一发现为微藻蛋白在烘焙食品中的应用提供实证依据，同时契合联合国可持续发展目标(SDGs)中的零饥饿与负责任生产目标。未来研究可进一步探索该藻株在乳制品替代物等领域的应用潜力。