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铬、铁、锌是人体必需的三种微量元素,因无机形式存在的铬、铁、锌不易被人体吸收,需要通过生物转化后才具备普遍的食用价值;而螺旋藻同时具有高营养价值和良好的生物富集能力。本文选取经济价值较高的钝顶螺旋藻,探究富含铬、铁、锌螺旋藻的培养方法,并于平板式光生物反应器中,探索室外大规模培养富含微量元素螺旋藻的可能性,为进一步商业化生产提供理论依据。无机铬、铁、锌经螺旋藻富集后,其营养作用及安全性与补充量密切相关,因此研究富铬、富铁、富锌螺旋藻作为功能性食品的安全性很有必要。本文从生产实践的角度出发,探究富含微量元素螺旋藻的培养方法及其食用安全性。主要结论包括:(1)100mg/L以下浓度的CrCl3·6H2O对钝顶螺旋藻的生长没有显著影响,CrCl3·6H2O添加浓度为50mg/L或100mg/L时,藻细胞内铬含量分别能到达4.349mg/g、6.148mg/g,对数期添加50mg/LCrCl3·6H2O不会显著影响藻细胞的生长。(2)FeSO4·7H2O对螺旋藻生长及藻细胞内铁富集量的影响与其浓度密切相关,当培养液中缺铁时螺旋藻生长受到抑制,而50mg/L高浓度铁虽对藻细胞的生长无显著影响,但会影响藻细胞内铁富集量。(3)ZnSO4·7H2O的浓度达到100mg/L时,螺旋藻细胞的生长受到明显的抑制作用,藻丝断裂严重;50mg/L、100mg/L时藻细胞中锌含量分别为1.471mg/g、3.317mg/g,是0.22mg/L对照组的28.6倍、66.9倍。培养对数期加入50mg/LZnSO4·7H2O,藻细胞的正常生长及藻丝形态没有受到影响。(4)用厚度为10cm、体积为250L光生物反应器培养富铬、富铁、富锌的螺旋藻时,添加的金属盐(CrCl3·6H2O:50mg/L;FeSO4·7H2O:40mg/L;ZnSO4·7H2O:50mg/L)没有对藻细胞的正常生长产生显著性影响,藻细胞中各微量元素的最高含量分别为Cr:6.524mg/g;Fe:3.758mg/g;Zn:0.624mg/g。(5)用小鼠进行的毒理实验显示,富铬螺旋藻无急性毒性,30天喂养实验显示1600mg/kg体重剂量的富铬螺旋藻对小鼠无显著影响;而3200mg/kg体重剂量的富铬螺旋藻、1600mg/kg体重剂量的富铁螺旋藻可能存在潜在的肝毒性或肾毒性,但需进一步证实;1600mg/kg及3200mg/kg体重剂量的富锌螺旋藻对小鼠均无肝毒性或肾毒性。