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可食用工业微藻—蛋白核小球藻（Auxenochlorellapyrenoidosa）2012年被列入我国新食品原料目录，因蛋白含量高（50-65%干重）、能够高密度发酵生产，是一种新型的替代蛋白来源，但野生型藻体的深墨绿色和藻腥味是制约其在食品中广泛应用的瓶颈。蛋白核小球藻的粗蛋白和氨基酸组成超过大豆等植物蛋白和常规肉蛋奶等动物来源蛋白而备受瞩目，同时叶黄素含量也是万寿菊花瓣中含量的数倍，可作为发酵法生产叶黄素的潜在生产者。在发酵条件下同时提高蛋白质含量和叶黄素产量是生物制造的技术关键。
本团队利用ARTP诱变和哒草伏筛选技术，获得了一株新型的蛋白核小球藻黄色突变株CX41，显著提高了叶黄素（0.86 mg/g）和粗蛋白（49% DW）含量，还具有更高的总氨基酸含量（33.47% DW）和必需氨基酸含量（14.78% DW）。与出发藻株—黄色突变株A4-1相比，其氨基酸评分（86.49）也有显著提高。电子舌分析显示，与野生型（WT）相比，其甜度降低8.4%、苦味降低14.86%、鲜味强度增加5.93%。结合人体感官评定和代谢组分析，发现发酵生产的CX41藻粉具有独特的烘焙香气，主要是产生了2-甲基-3-呋喃硫醇等气味物质；同时显著减少了草腥味、鱼腥味、酸败味和木质味等不悦气味物质成分。这些全面的品质和风味改良，使得CX41菌株成为一种极具潜力的发酵黄色藻粉生产者，具有高品质的营养物质和出色的口感与香气特征，适合于未来食品的广泛应用。
研究成果展示：
图1 新型黄色突变株CX41的选育流程及品质和风味改良
图2 不同突变体的细胞生长、生物量生产和生化组分。出发藻株A4-1突变株受哒草伏诱导的致死率曲线（A）；24个突变株在48孔深孔板中的细胞生长比较（B）；在摇瓶中筛选出的突变株生物量浓度与野生型WT和出发藻株A4-1的比较（C）；叶黄素含量和产率的比较（D）；生化组成和蛋白产率比较（E）；必需氨基酸含量与FAO/WHO参考值的比较（F）
图3 电子舌分析和人体感官评定。WT、A4-1和CX41的气味评价（A）和味觉评价（B）；WT和CX41中九个感官电极的味觉强度（C）。
图4 野生型WT和CX41突变株中非挥发性有机物（NVOCs）的代谢组学分析。NVOCs相对含量（A）；PCA分析（B）；OPLS-DA分析（C）；总差异NVOCs火山图（D）；差异滋味物质热图（E）
图5 野生型WT和CX41突变株中挥发性有机物（VOCs）代谢组学分析。VOCs数目（A）；挥发性化合物总峰面积（B）；PCA分析（C）；OPLS-DA分析（D）；两组差异挥发性有机物（DVOCs）的分层聚类分析（E）
图6 野生型WT和CX41突变株的主体气味轮廓图
https://doi.org/10.1016/j.foodres.2024.115288
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