摘要:
钝顶螺旋藻(Spirulina platensis,简称SP)是一种丝状蓝细菌,被广泛培养作为可持续的蛋白质和生物活性化合物来源。硒(Se)是一种必需微量元素,在抗氧化防御和免疫调节中发挥关键作用,在包括土耳其部分地区的人类饮食中常常存在缺乏现象。然而,无机硒补充剂的生物利用度和安全范围有限。本研究调查了在可控培养条件下,不同浓度亚硒酸钠(0、100、200和500 µg L⁻¹)对螺旋藻生长、色素含量和硒富集的影响,旨在确定生产富硒生物质的最佳策略。通过光密度、干细胞重量(DCW)、比生长速率(SGR)和生物量生产力(BP)监测生长性能。定量分析了包括叶绿素a(Chl-a)和总藻胆蛋白在内的色素合成,同时使用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测量了生物质和培养基中的硒积累。适度的硒补充(100-200 µg L⁻¹)显著提高了生长参数和生物量产量,与对照组相比具有统计学意义(p < 0.05)。Se-1处理(100 µg L⁻¹)获得了最高的比生长速率(0.0213 day⁻¹),而Se-2(200 µg L⁻¹)实现了最大的生物量生产力(0.00032 g L⁻¹ day⁻¹)。值得注意的是,Se-1促进了最高的藻胆蛋白含量(第30天达到2.65 mg L⁻¹),而Se-3(500 µg L⁻¹)则诱导了叶绿素a的积累增加但抑制了整体生长,反映了应激诱导的色素过度产生。生物质中的硒富集呈剂量依赖性增加,在Se-1、Se-2和Se-3处理中分别达到21、33和102 mg kg⁻¹。在Se-2条件下生长的生物质每克含有约33 µg硒,允许每天摄入2克安全提供推荐膳食摄入量120%的硒,而不会超过毒性阈值。这些结果表明,螺旋藻能有效将无机硒转化为生物可利用的有机形式,同时保持生长和功能性化合物含量。在200 µg L⁻¹硒浓度下培养代表了产量、安全性和富集效果之间的最佳平衡,突显了螺旋藻作为天然富硒功能性食品和营养保健品的可扩展生物技术平台的潜力。
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