食用菌生物絮凝微藻：绿色收获技术的突破

微藻是一种潜在的环保食物和动物饲料来源，但由于其微小的体型和排斥性表面电荷，从培养基中高效地分离微藻一直是一个技术挑战。传统的物理和化学方法往往能耗高、成本大。因此，研究人员一直在寻找更环保、成本效益更高的替代方案。在该项研究中，研究人员发现，食用菌，特别是可食用的灵芝，可以作为一种有效的生物絮凝剂帮助实现微藻高效收集。

菌丝形态在微藻絮凝过程中的关键作用

在不同的培养条件下，丝状真菌可以呈现多种形态。搅拌速率是调节真菌形态的常见参数，而真菌的细微结构和特性是影响絮凝效率的关键因素之一。在本研究中，100 rpm和50 rpm条件下培养的真菌菌丝体对微藻絮凝效率的显著差异表明，形态变化可能是影响絮凝效率差异的主要原因之一。在100 rpm下形成的菌球极为致密，主要通过表面吸附捕获藻类细胞，因此絮凝效率极低。而在50 rpm下形成的真菌团块具有松散的内部结构及更大的表面积，允许在表面和内部同时吸收，因此具有更高的吸收能力。而随着培养时间从3天增加到6天，菌丝交织形成了更大、更坚固的网状团块，增加了藻类细胞的附着。

图1 灵芝在液体培养基中的菌丝形态（a）及其生长曲线（b）

影响真菌-微藻絮凝效率的因素优化

研究表明，真菌-微藻絮凝效率受到多种外在因素影响，包括搅拌速率、絮凝剂剂量、温度等。其中搅拌速率不仅影响培养阶段真菌的形态，还影响絮凝过程中真菌颗粒与微藻细胞之间的相互作用。在高速搅拌下，过度的剪切力可以克服聚集所需的范德华力。絮凝剂的过量和不足都可能影响微藻收获过程中的絮凝活性。因此，必须确定絮凝剂的最佳剂量，以进行适当和有效的絮凝。灵芝的菌丝体在23℃时显示出最高的收获效率，当温度升高到33℃时，收获效率下降。进一步将温度提高到38℃，收获效率略有提高，这可能是由于生物絮凝剂的动能增加，加速了絮凝过程。

通过优化真菌培养期间的搅拌速率等多个参数，在pH 9、反应温度23℃和搅拌速度100 rpm时收获效率最高，达到39.7%。已有研究表明，丝状真菌分泌的代谢酶、多糖和有机酸也在真菌-藻类相互作用中发挥关键作用。该研究也发现总脂质和多糖含量发生显著变化，进一步证实真菌自身的代谢也参与了藻类絮凝过程。

传统的絮凝剂如聚丙烯酰胺和聚合氯化铝，或是不适宜食用的真菌如青霉菌，由于已知或潜在的毒性，不适合用于收获高价值的微藻生物质。灵芝素有“诸药为各病之药，灵芝为百病之药”的良好美誉。灵芝生物絮凝微藻不仅提高了微藻的收获效率，灵芝丰富的代谢物也有望增加微藻的附加值，合理利用这项技术需要进一步开发微藻-真菌生物质混合物的应用潜力。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211926423000371