聚焦微/纳米塑料长期暴露对钝顶螺旋藻的影响：藻类细胞、胞外聚合物及藻蓝蛋白
新葡萄娱乐官网版网站新葡的京集团3512vip：Zhiheng Yue(第一作者）、王加华副教授（通讯作者）在期刊《Food Chemistry》（IF:8.5）上发表了题为“Spotlight on the long-term effects of micro/nanoplastics exposure on Spirulina platensis: Algal cells, extracellular polymeric substances, and phycocyanin”的研究型论文。
01研究概述
钝顶螺旋藻（SP）能为人类提供蛋白质和天然色素，微/纳米塑料（MNPs）对钝顶螺旋藻的影响备受关注。该研究聚焦于高浓度（100-300mg/L）聚苯乙烯MNPs在50天内对钝顶螺旋藻的影响。MNPs导致钝顶螺旋藻生长迟缓、藻细胞峰值浓度降低、表面出现裂纹和孔隙，还刺激了胞外聚合物的分泌，促进了钝顶螺旋藻的异质聚集。在最初的35天里，暴露组之间的藻蓝蛋白浓度、产量、纯度以及藻蓝蛋白与藻胆蛋白的比例存在显著差异，MNPs浓度越高，这些数值越低；而在第50天，对照组和暴露组在这些指标上均无统计学显著差异。该研究丰富了 MNPs对钝顶螺旋藻长期影响的相关知识，有助于微藻养殖和食品工业的发展。
02研究背景
螺旋藻是人工养殖规模最大的淡水藻类，就生物量而言，其占全球藻类总产量的30%。螺旋藻富含必需氨基酸、蛋白质、多糖和其他生物活性物质，是一种综合性膳食补充剂。从螺旋藻中提取的活性成分在食品工业中有着广泛应用，如纳米乳液、凝胶、食品着色剂。螺旋藻还作为营养补充剂和药物成分受到食品工业的青睐。藻胆蛋白通常包括藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白、藻红蓝蛋白和藻红蛋白。藻蓝蛋白作为螺旋藻的提取物，是人类蛋白质和天然蓝色素的重要来源之一。藻蓝蛋白被认为是一种具有高价值的天然产物，可用于生物技术领域，其商业价值与藻蓝蛋白的纯度相关。因此，螺旋藻的潜在经济价值备受关注。
但是，淡水生态系统正面临着微塑料（粒径小于5 mm）这一新兴污染物的影响。例如，在长江、黄浦江、亚马逊河、太湖和青海湖等淡水流域都发现了微塑料。此外，通过降雨和径流，废弃塑料风化破碎产生的更多碎片以及含有塑料微珠的家用化学品不断在河流和湖泊等淡水系统中积累，导致其总量呈上升趋势。流入淡水系统中的微塑料会被鱼类、螃蟹、双壳贝类、小龙虾和微藻等水生植物和动物吸附或摄取。目前，完全消除塑料（微塑料）废弃物可能并不完全可行。
以往的研究表明，微塑料的暴露浓度、粒径和暴露时间是影响微藻生长的重要因素。低浓度或大粒径的微塑料可能促进微藻生长，微藻数量的增加与其在微塑料上的定殖能力相关，此外，微塑料还可作为微藻生长的底物。相反，高浓度或小粒径的微塑料可能由于遮光、微塑料吸附和内化作用抑制微藻生长。一般认为，微塑料浓度越高或粒径越小，对微藻生长的不利影响越大。目前，大多数研究集中于单一粒径微塑料的暴露，主要关注微藻的延迟期和对数生长期，研究持续时间通常小于96小时，关于长期暴露影响的研究较少。
MNPs对螺旋藻的影响研究相对较少。Abbasi等人报道了中位粒径为 2.5μm的微塑料对螺旋藻暴露20天的影响，如生长速率、光合活性和氧化应激水平。另一项研究报道了100-300 nm聚苯乙烯（PS）纳米塑料对螺旋藻生长速率、干重、叶绿素A、类胡萝卜素、脯氨酸和脂质过氧化的影响。但MNPs长期暴露对螺旋藻生物产量和藻蓝蛋白的影响尚未见报道。
环境中的微塑料群落包含不同粒径的塑料颗粒。因此，该研究模拟了不同浓度、不同粒径的MNPs对钝顶螺旋藻（SP）的长期暴露影响。试图阐明MNPs 暴露下SP的生长曲线、胞外聚合物（EPS）分泌特征以及MNPs与SP的异质融合情况。进而评估MNPs对SP中藻蓝蛋白浓度、产量和纯度的影响。研究结果有望为MNPs对淡水微藻影响的研究提供有用信息，并有助于准确评估MNPs的生态风险。
03研究方法与结论
在该研究中，探讨了不同浓度、混合粒径的微纳米塑料（MNPs）对钝顶螺旋藻（SP）的长期影响。结果显示，MNPs对SP具有毒性作用，会导致其表面出现裂缝和气孔，并且显著延长了迟缓期，但SP的峰值浓度在统计学上并无差异。小粒径的MNPs能够被SP吸附，进而形成异质融合体。而且，暴露浓度越高，EPS的分泌量就越多，这使得SP的聚集现象更加明显。MNPs 会残留在冻干的SP产品中。此外，在暴露前期，MNPs 对藻蓝蛋白的浓度、产量和纯度有着显著影响，MNPs浓度越高，这些指标的值就越低。该研究证实了MNPs对SP具有明显的毒性，但在长期暴露过程中，SP对逆境具有很强的适应性。这些发现为研究MNPs对淡水微藻的影响提供了新的视角。
04图文赏析
（转载自食品生物技术与大健康
翻译：李硕
编辑：科研小助
审核：席书敏
专家指导：张康逸
供稿团队：小麦绿色精深加工与功能性食品创制创新团队）
