《Algal Research》：Promising antioxidants from microalgae: Structural and bioactive profiling of extracellular polymeric substances from five
Porphyridium species
编辑推荐：
•Porphyridium 各菌株在 EPMS 结构和抗氧化生物活性方面存在差异。•EPMS 主要含有多糖，主要由葡萄糖（Glc）、木糖（Xyl）和半乳糖（Gal）组成。•FACHB-1118 EPMS 表现出最高的剂量依赖性抗氧化活性。•FACHB-1118 和 FACHB
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Porphyridium 各菌株在 EPMS 结构和抗氧化生物活性方面存在差异。
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EPMS 主要含有多糖，主要由葡萄糖（Glc）、木糖（Xyl）和半乳糖（Gal）组成。
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FACHB-1118 EPMS 表现出最高的剂量依赖性抗氧化活性。
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FACHB-1118 和 FACHB-806 EPMS 在 0.2 mg/mL 浓度下表现出最佳细胞保护作用。
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微藻 EPMS 作为食品应用中有价值的天然抗氧化剂应运而生。
引言
随着消费者对食品安全与健康日益增长的重视，清洁标签和天然添加剂已成为推动全球食品行业发展的核心趋势。在此背景下，开发高效、安全且天然来源的抗氧化剂以替代或部分取代合成抗氧化剂（如二丁基羟基甲苯（BHT）和二丁基羟基茴香醚（BHA））已成为食品科学研究中亟待关注的优先任务 [1]。合成抗氧化剂由于其潜在的细胞毒性和长期健康风险而引发了广泛担忧，而许多植物来源的天然抗氧化剂则受限于高提取成本、活性成分产量低以及规模化生产困难等瓶颈 [2]、[3]。
因此，探索新型、可持续且具有高度生物相容性的天然抗氧化剂资源至关重要。微藻是一类多样化的光合微生物群体，因其生长速度快、培养条件可控以及代谢产物丰富等特点，被认为是生产生物活性化合物的有前景的绿色细胞工厂 [4]。在其有价值的代谢产物中，胞外聚合物（EPMS）——微藻分泌至胞外环境的复杂生物大分子——近年来引起了越来越多的关注 [5]。微藻 EPMS 通常以多糖、蛋白质、核酸及其他生物分子复合混合物的形式存在。其结构多样性赋予了它们多种生物活性，包括抗氧化和免疫调节特性，从而在功能食品和天然防腐剂领域展现出巨大的应用潜力 [6]、[7]。
在众多微藻菌株中，紫红藻属（Porphyridium）物种得到了广泛研究，这得益于其合成和分泌以多糖为主的 EPMS 的卓越能力以及大规模培养的可行性 [8]、[9]。然而，大多数现有研究集中于单一菌株，主要关注 EPMS 多糖成分的产量和结构表征 [10]、[11]，通常将 EPMS 视为均一性聚合物而非功能多样的复合物。更重要的是，据我们所知，尚未有研究在相同实验条件下对不同紫红藻属菌株来源的 EPMS 进行并行比较分析，以系统评估其结构变异、综合抗氧化能力及细胞保护效果。这一知识空白严重阻碍了高性能菌株在工业应用中的合理筛选。
为弥补这一知识空白，我们选择了五种不同的紫红藻属菌株，开展了涵盖分子鉴定、生长性能、EPMS 深入结构表征（总组成及单糖分析）以及使用化学分析和细胞氧化应激模型进行的综合抗氧化与细胞保护评估的系统性并列比较研究。在相同的实验条件下，我们的多层次比较揭示了五种菌株在 EPMS 结构特征和生物活性表现方面存在显著差异。这些观察到的差异强调了菌株身份在决定 EPMS 特性方面的重要性，所得数据集为未来筛选和定向选择用于食品抗氧化目的的紫红藻属菌株提供了有用的基准参考。
章节摘要
菌株与分子表征
本研究使用的所有紫红藻属菌株均购自中国水生生物研究所淡水藻类培养保藏中心（FACHB 保藏库）。该保藏库包括三个红色菌株（FACHB-806、FACHB-807 和 FACHB-840）和两个绿色菌株（FACHB-744 和 FACHB-1118）。分子鉴定通过测序 18S rDNA 和 rbcL 基因来进行，以验证每个菌株的分类学地位（引物：18S-F: GAAGCATGGTCAAGAGGAACGGT，18S-R: TATTCAACGCAAGCTGATGACT；rbcL-F:
五种紫红藻属菌株的形态观察与分子鉴定
根据颜色，五个藻类菌株被视觉分类为红色型和绿色型，这种区别归因于它们不同的藻胆蛋白含量。FACHB-806 菌株（红色）富含藻红蛋白，而 FACHB-744 菌株（绿色）含有丰富的藻蓝蛋白 [19]。光学显微镜显示所有菌株均存在细胞聚集的普遍趋势（图 1a）。透射电子显微镜（TEM）进一步揭示，每个菌株的细胞壁外部均包裹着一层明显的
结论
本研究对来自五个紫红藻属菌株的胞外聚合物（EPMS）进行了系统性的多层次比较。形态学和分子表征确认了它们的分类学身份，并揭示了显著的种间结构变异。生长分析表明所有菌株均具有强大的培养潜力，支持可持续的 EPMS 生产。结构和成分分析确定了关键
CRediT 作者贡献声明
何玉龙：原稿撰写、软件、方法论、数据整理、概念构思。季亮：原稿撰写、形式分析、数据整理。郑佳辉：审阅与编辑、数据整理。徐路璇：形式分析。李林培：审阅与编辑。胡圣兵：审阅与编辑。孙丽云：审阅与编辑、形式分析、数据整理。范建华：审阅与编辑、监督、经费获取、概念构思。
利益冲突声明
作者声明他们不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性财务利益或个人关系。
致谢
本工作由中国国家重点研发计划 2025YFA0921100、上海市科技创新行动计划 24HC2820800、上海市自然科学基金 24ZR1490800、宁波"创新甬江 2035"关键研发计划—国际科技合作专项 2024H002、新疆天池人才计划 BT-2025-TCYC-0060以及饲草设计育种与利用国家重点实验室开放课题（SKB_2025KFB1005）和
何玉龙|季亮|郑佳辉|徐路璇|李林培|胡圣兵|孙丽云|范建华
