微藻循环培养：消化液培育下海淡水微藻的生物质特性、抗氧化活性与细胞毒性研究

《Algal Research》：Towards a circular food system: Biomass profile, antioxidant properties, and cytotoxicity of marine and freshwater microalgae cultivated on digestate

本文探讨了利用液态消化液（LD）培养海洋与淡水微藻的可行性，通过对比标准培养基发现，LD能显著提升海洋微藻（如Nannochloropsis）的蛋白质、ω-3多不饱和脂肪酸、色素及酚类含量，并增强其抗氧化活性；淡水微藻则呈现更高脂质积累。研究通过DPPH、ABTS、FRAP等抗氧化实验及细胞毒性测试（MDBK细胞系）证实，所有消化液培养的微藻在0.5–4?μg/mL浓度下均无细胞毒性，为微藻在循环生物经济中作为安全食品/饲料原料提供了科学依据。

　　

化学试剂与细胞系

福林酚试剂、没食子酸标准品、Na₂CO₃、AlCl₃、NaNO₂、槲皮素、DPPH自由基、ABTS自由基、K₂S₂O₈、FeCl₃、TPTZ、乙酸缓冲液、MTT试剂等购自Sigma-Aldrich公司。色素标准品同样来源于此。所有储备溶液均使用超纯水配制。

生物质成分

标准培养基与液态消化液（LD）培养的微藻生物质成分对比如图1所示。对于两种海洋微藻（N. gaditana和N. oceanica），LD培养基获得的生物质脂质含量（分别为37.69%和31.80%）低于标准培养基（55.55%和40.98%）。相反，淡水微藻（N. limnetica、C. vulgaris和T. obliquus）在LD培养基中的脂质含量高于标准培养基。蛋白质含量则呈现相反趋势，海洋微藻在LD中蛋白质显著富集，而淡水微藻蛋白质含量降低。

结论

本研究评估了在废弃液态消化液（5% LD培养基）中培养的微藻生物质，与标准培养基（海洋微藻用f/2，淡水微藻用3N-BBM+V）培养的生物质在成分、抗氧化特性及细胞毒性方面的差异。结果表明，海洋Nannochloropsis物种在消化液中培养后，其蛋白质和ω-3脂肪酸等营养组分显著提升，且所有微藻生物质在测试浓度范围内均无细胞毒性，支持其作为高安全性食品与饲料原料的潜力，为厌氧消化（AD）与微藻生物精炼的循环经济整合提供了关键科学依据。