利用产 EPS 小球藻处理不同盐度干酪乳清：微藻生物质可持续生产的新路径

《Journal of Applied Phycology》：Growth performance and adaptability of an EPS-producing Chlorella strain in cheese whey with high and low salinity: prospects for the sustainable production of microalgal biomass

为处理不同盐度干酪乳清，研究人员用产 EPS 小球藻开展研究，发现其可除污并产生物质，意义重大。

　　

微藻 “变身” 环保卫士：处理干酪乳清的创新之旅

在乳制品生产的过程中，干酪乳清（Cheese Whey，CW）作为一种副产物大量产生。它就像一把双刃剑，虽然含有丰富的乳糖、蛋白质和矿物质等营养物质，是生物技术应用的理想原料，但同时也因其高污染物负荷和不同盐度，给环境带来了巨大的挑战。未经处理直接排放的干酪乳清，会对水体和土壤造成污染，破坏生态平衡，因此如何有效处理干酪乳清成为了亟待解决的问题。

来自希腊克里特大学等机构的研究人员，关注到微藻在废水处理方面的潜力，尤其是小球藻（Chlorella）。小球藻不仅能利用废水中的营养物质生长，还能通过光合作用固定二氧化碳，同时去除氮、磷等污染物。基于此，研究人员开展了一项关于利用产胞外多糖（Extracellular Polysaccharide，EPS）的小球藻处理不同盐度干酪乳清的研究，旨在探索一种可持续的干酪乳清处理方法，同时实现微藻生物质的生产，相关研究成果发表在《Journal of Applied Phycology》上。

研究人员在实验过程中运用了多种关键技术方法。在实验设计方面，设置了不同的生长条件，包括不同的培养基、光照强度和温度等。通过对小球藻生长的监测，研究人员定期测量藻细胞的干重，以此评估小球藻的生长情况。利用分光光度计等设备，对光合色素含量进行测定，分析小球藻的光合性能。借助显微镜技术，观察小球藻细胞的形态变化，深入了解其在不同环境下的适应机制。

下面让我们来详细了解一下研究结果：

1. 小球藻在初级干酪乳清（PCW）中的生长和光合性能：研究发现，初级干酪乳清是小球藻生长的优质培养基。随着乳清浓度的增加，小球藻的生物量显著提高，未稀释的 PCW 样本产生的生物量约为对照组的两倍。在 PCW 中，小球藻的光合色素含量较高，其光合效率也表现出色，即使在高浓度 PCW 中，小球藻的光合活性依然显著高于混合营养对照组。这表明小球藻能够很好地适应 PCW 中的高污染物浓度和浊度，高效地利用其中的营养物质进行生长和光合作用。
2. 小球藻在次级干酪乳清（SCW）中的生长和光合性能：与 PCW 形成鲜明对比的是，小球藻在 SCW 中的生长受到显著抑制。SCW 的高盐度（2.4% w/v NaCl）对小球藻的生长和光合作用产生了负面影响，细胞生物量生产较低，光合效率也明显下降。当 SCW 浓度较高时，小球藻细胞甚至出现漂白现象，这说明高盐环境严重破坏了小球藻的光合系统，影响了其正常生长。
3. PCW 与 SCW 混合后的小球藻生长和光合性能：为了克服 SCW 高盐度的问题，研究人员尝试将 PCW 和 SCW 按不同比例混合。结果发现，1:1 的混合比例效果最佳，不仅降低了 SCW 的盐度，还维持了较高的生物量生产。在这种混合乳清中，小球藻的生长和光合活性得到增强，生物量产量超过了对照组。这一策略为处理高盐度干酪乳清提供了一种新的思路，通过混合不同盐度的乳清，创造更适宜小球藻生长的环境。
4. 小球藻对干酪乳清污染物的去除能力：研究表明，小球藻能够有效降低干酪乳清的污染物负荷。经过小球藻处理后，干酪乳清中的化学需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）、凯氏氮（Total Kjeldahl Nitrogen，TKN）、总磷（Total Phosphorus，TP）和乳糖等关键理化参数显著降低。不同比例的混合乳清和未稀释的 PCW 在污染物去除方面都取得了较好的效果，这进一步证明了小球藻在干酪乳清处理中的潜力。
5. 小球藻在盐渍乳清环境中的形态变化和适应机制：在盐渍乳清渗透液中，小球藻细胞因渗透压作用出现体积减小的现象，同时会形成细胞聚集体，这可能是小球藻应对盐胁迫和高乳糖浓度的一种应激反应。当小球藻在含有乳清固体的标准干酪乳清中生长时，会与乳清固体形成微观结构。研究人员推测，小球藻的 EPS 与乳清中的酪蛋白通过静电相互作用结合，为小球藻提供了一个保护微环境，减轻了渗透压的影响，促进了细胞的增殖和生物量的提高。

综合研究结果和讨论部分，这项研究具有重要意义。小球藻在处理不同盐度干酪乳清方面展现出巨大的潜力，它既能高效去除污染物，又能实现生物质的生产，为干酪乳清的可持续处理提供了创新方案。研究揭示了小球藻在盐渍环境中的适应机制，为进一步优化微藻处理废水的技术提供了理论依据。不过，目前该研究仍处于实验室阶段，未来需要进一步扩大规模，优化预处理方案，探索其在实际生产中的可行性和商业价值。相信随着研究的不断深入，小球藻在干酪乳清处理领域将发挥更大的作用，为环保和生物技术产业带来新的突破。