導語：
本研究亮點
將含43.8 %蛋白質的黃金藻突變體A4-1破壁藻粉(DAP)與SPI以5% DAP+95%SPI的質量比在高水分擠壓(HME)過程中結合：
口感：擠出物彈性提升210.6%，嚼勁度增加141.7%，硬度降低19.36%。
結構：三維結構纖維豐富，二級結構中α-螺旋的比例顯著增加，結合水含量顯著提高。
消化：體外模擬消化性顯著提高了37.6 %，同時減少了擠出物的苦味和澀味。
菌株背景
突變體A4-1：通過常壓室溫等離子體(ARTP)誘變技術，從野生型Auxenochlorella pyrenoidosa中篩選出的黃金色突變株。
核心優勢：與綠色野生型 (WT) 菌株相比，在暗培養中的 A4-1 突變體呈黃色，葉綠素 a 減少 118 倍，未檢測到葉綠素 b。蛋白質 (44.22 % DW)、總氨基酸 (AAs，34.84 % DW) 和必需 AA (17.50 % DW) 的含量高，與 WT 相比分別增加了 31 % 、 22 % 和 30 % (p < 0.05)。
技術亮點：生物培養過程在線檢測儀(BODS)
全自動智能發酵
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發酵條件
初始細胞密度為1×10^8個細胞/mL；pH值6.5，通過添加1.0 mol/L硝酸并補充氮源來控制;溫度30℃；攪拌速度80 r/min；初始通氣速率1.5 L/min。在同一條件下進行平行發酵測試，分別使用氯化銨(1.52 g/L)或尿素（1.1 g/L）作為氮源，與上述以硝酸鈉為氮源的發酵中氮摩爾濃度相同。
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過程監測
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實時監控
如圖1A和B所示，細胞密度和生物量濃度持續增加，并在大約72到84小時進入穩定期。
通過BODS自動檢測和控制補料，按照工藝對過程中葡萄糖濃度進行控制，氮濃度通過補料維持在494 ± 53 mg/L范圍內（圖1D）。
如圖1E所示，使用氯化銨作為氮源時，蛋白質含量(干重43.3%)和生產力（1.31克/升/天）高，而碳水化合物含量（干重24.1%）和總脂質含量（干重13.8%）低。
核心發現：微藻粉如何重塑植物肉
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結構升級
微觀3D網絡：掃描電鏡顯示，5% DAP使擠壓物形成類動物肌肉纖維結構，孔隙均勻。
水分鎖定：低場核磁共振(LF-NMR)證實，DAP添加使結合水比例提升，增強產品保水性。5%的DAP摻入顯示出最高的固定水比例(83.70 %)。結合水的增加通常與水分活度呈負相關，從而抑制微生物生長。自由水含量直降62%，減少水分流失。
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風味優化
創新與展望
本研究介紹了一種新策略，利用來自葉綠素合成缺陷型蛋白核小球藻突變體(A 4-1菌株)的破壁藻粉(DAP)，不僅消除了傳統藻類生物質的綠色和異味限制，在高水分擠壓條件下還協同增強了基于SPI的肉類類似物的結構完整性以及生物可及性。DAP有助于蛋白質在擠出冷卻過程中多肽鏈的重新排列，顯著提高了210.6 %的彈性，結合水比例的增加也增強了蛋白質凝膠的穩定性，并促進了蛋白質纖維的形成，這是植物基肉類產品品質優化的一個突破。
未來可繼續探索綠藻缺陷突變體(A4-1菌株)在工業條件下大規模微藻發酵生產中的發酵性能以及氯化銨在蛋白質合成中表現，以及藻類成分在調節蛋白質-大分子相互作用中的具體作用機制。
關于BODS
生物培養過程在線檢測儀（Bioreaction Online Detection System, BODS）是一種對生物反應器進行全自動在線取樣、處理、檢測和留樣的儀器。多種檢測模塊集成，可實時顯示罐內生物量、底物消耗和產物生成情況，也可及時調節反饋控制系統，實現底物的精確控制流加，提高發酵過程控制效率，為發酵過程優化和工藝放大提供強有力的數據支撐。
關于我們
天木生物專注于生物育種領域的儀器裝備的開發與應用，致力于通過高效的突變技術和高通量篩選技術，改造提升產業傳統菌種開發模式，為生物制造產業提質增效，提升我國生物產業的核心競爭力。 致力于為行業“細胞和菌種開發與篩選效率低"、“相關裝備成本昂貴"、“產業化落地困難"等難題提供優秀的解決方案。
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