【里奥格兰德联邦大学】Applied Sciences（IF=2.7）磁场提高蓝藻PCC8005生物量产量及蛋白质含量

巴西里奥格兰德联邦大学化学与食品工程学院Laroche研究团队在工程技术领域Top期刊Applied Sciences在线发表了题为“Magnetic Field Action on Limnospira indica PCC8005 Cultures: Enhancement of Biomass Yield and Protein Content”的文章，在11 mT磁场环境下培养蓝藻PCC8005，且设置每天在磁场环境下暴露1小时和24小时，监测其生长及生物量产量。

研究发现，与对照相比，从第0天开始，磁场环境下蓝藻生长速率显著增加，且每天磁场下暴露1小时培养的蓝藻，从第6天到培养结束均保持增长趋势，而每天暴露24小时培养，则在第15天后出现下降趋势。培养13天时，MF（1 h/d）的蓝藻生物量（2.12 g/L）较对照组（1.52 g/L）提高39.5%，而MF（24 h/d）的蓝藻生物量（2.02 g/L）则增加32.9%，且到培养21天时，MF（1 h/d）的蓝藻生物量可达2.57 g/L，尽管MF（24 h/d）的蓝藻生物量产量低于MF（1 h/d）的，但仍显著高于对照组。在培养过程中，对照组的pH从9.72到10.68，MF（24 h/d）的pH从9.74增加至11.2，而MF（1 h/d）则从9.73增加至11.14。在蓝藻培养过程中，由于无机碳同化机制，pH值逐渐增大。无机碳主要以HCO₃^-形式存在，这些离子通过活性转运蛋白进入细胞，然后通过碳酸酐酶转化为CO₂，从而释放羟基离子，导致pH值升高，碳平衡发生改变，CO₃^2-增加，HCO₃^-减少，而磁场环境通过电子转移增强藻类细胞中酶的生物电催化转化，改变CO₂生物固碳率和O₂生产率，增加叶绿体和类囊体表面积。硝酸盐形式的氮是蓝藻生长的重要来源，当硝酸盐被蓝藻细胞吸收时，硝酸盐还原酶将其还原为亚硝酸盐，然后通过亚硝酸盐还原酶还原为铵。MF（1 h/d）和MF（24 h/d）对氮的去除率分别为51.2 mg/L·d和53.4 mg/L·d，显著高于对照组。磁场环境改变了蓝藻的生长速率，电子和离子的运动改变了自由基活性、细胞生长和酶活性。微藻是一种重要的食品补充剂，可作为蛋白质的替代来源。与对照蛋白质含量（60.4 w/w）相比，MF（1 h/d）蛋白质含量提高12%（67.08 w/w），但在MF（24 h/d）下仅为53.6% w/w。而在磁场环境下蓝藻中叶绿素-a含量显著提高162%和135%，叶绿素-a是蓝藻光合系统的主要成分，磁场环境下光合作用更强有利于蓝藻生长。然而，与对照相比，碳水化合物含量无显著变化。磁场技术应用于微藻培养，为提高生物质产量及其营养价值提供了一种更具经济、绿色和可持续发展的方案。