东方时讯网眼虫(Euglena gracilis)是一种含有叶绿体的微藻，在光照充足的环境下通过光合作用产生有机物，而在光照不足的环境下则从外界吸收有机物。众所周知，它富含维生素、矿物质、氨基酸和必需脂肪酸(如 DHA 和 EPA)等营养成分。由于眼虫没有细胞壁，因此具有较高的消化和吸收率，使其成为一种有吸引力的营养保健食品新来源。
此外，眼虫蛋白富含动物蛋白特有的蛋氨酸，其营养价值可与牛奶中的酪蛋白相媲美。因此，它有望成为解决因气候变化和人口增长影响而导致动物蛋白短缺的解决方案之一，也是当今蓬勃发展的太空探索的生产技术之一。
此外，裸藻还含有高比例的一种特殊类型的β-1,3-葡聚糖，称为裸藻淀粉，以其免疫调节和保肝作用而闻名。裸藻淀粉还可以有效减少特应性皮炎、流感和关节炎症状，以及预防结肠癌。然而，现有的食品级裸藻生产方法相当复杂。
目前，眼虫可以使用自养和异养培养基进行繁殖。传统上，Koren-Hutner (KH) 培养基是一种产量较高的异养培养基，用于其培养。
但它需要测量并混合 26 种不同的化学品。而且，当微藻在大水池中繁殖到度后，必须将其提取、洗涤、浓缩、干燥成食品或营养补充剂。这些过程所需的能源约占总生产成本的30%，在眼虫作为食品原料的生产中还产生其他成本，如耕地和运输成本。
为了提高现有生产流程的效率，来自日本的一组研究人员进行了实验，以找到一种有前途的大量种植眼虫的方法。正如他们在最新论文中所解释的那样，该团队检查了几种饮料，以找到适合眼虫的生长培养基。该论文发表在《可持续食品技术》杂志上。
该研究由东京理科大学 (TUS) 的助理教授 Kyohei Yamashita 领导，由 Euglena Co., Ltd. 的 Kengo Suzuki 博士和 Koji Yamada 博士以及 TUS 的 Eiji Tokunaga 教授共同撰写。
有趣的是，这项研究是山下博士在 2017 年博士课程期间申请专利的后续研究的一部分。山下博士解释说：“我们之前已经证实，即使在以下食物中，E. gracilis 也能生长：海藻、沙丁鱼干和米饭都是必需维生素的来源。”
研究人员首先将初始细胞密度为4.2 x 10 3 个细胞/mL的眼虫在有氧条件下静态培养约10天。为此，他们使用 Cramers-Myers (CM) 培养基(一种独立营养培养基)或 KH 培养基(一种异养培养基)。细胞密度分别增加至10 6 个细胞/mL和10 7 个细胞/mL。
接下来，他们在 13 种不同的饮料中培养初始细胞密度为 1.6 x 10 4 个细胞/mL 的眼虫，包括稀释的葡萄汁(果汁与水的比例为 3:7 或 7:3)、菠萝汁、苹果汁、甜酒、稀释胡萝卜汁(汁与水比例为3:7或7:3)、番茄汁、橙汁、柚子汁、西梅汁、椰子水、枫水，以及补充必需维生素的培养基有氧条件下的 B 1和B 12 。
细胞在“光”(26°C，白光照射)或“暗”(23°C，无光照射)条件下培养。
有趣的是，研究人员发现眼虫细胞在番茄汁中培养时，尤其是在光照条件下，其细胞密度达到最大值，并增加至10 7 个细胞/mL，与在KH培养基中的水平相同。这也导致孵化后培养基的外观从红色变为绿色。
在番茄汁中培养的眼虫中，观察到鲜绿色的叶绿体紧密地堆积在细胞内。另一方面，在非番茄汁中，叶绿体的数量较低，并且绿色较浅。这些发现表明，番茄汁比其他饮料更适合眼虫的生长。
此外，在有氧条件下使用用水稀释的番茄汁(比例为 3:7、4:6 或 5:5)且不含必需维生素来培养眼虫，它的生长速度约为初始细胞密度的 100 倍，即 10所有稀释条件下均为6 个细胞/mL。这揭示了番茄汁本身的营养成分适合眼虫生长。
“在静态培养过程中，用水稀释的番茄汁在容器中分离成固体沉积层和上部水溶液层，眼虫在这些层的边界附近活跃增殖。因此，当使用“番茄(过滤)在有氧条件下培养时”山下博士指出，“其中从番茄汁中去除了固体成分，眼虫分布在整个培养基中”。
值得注意的是，细胞密度大于未过滤的番茄汁培养基中的细胞密度。这表明固体成分的去除可以减轻密度的影响，包括生长空间、光和养分获取以及废物积累。
最后，研究小组在含有谷氨酸(番茄汁特有的营养成分)的 CM 培养基中培养眼虫。细胞密度达到CM培养基的两到三倍，但只有番茄汁培养基的一半左右。这些发现表明，番茄汁中所含的谷氨酸以外的成分也有助于眼虫的良好生长。
“眼虫富含营养成分和功能成分，因此可以通过将食物中的部分营养成分转化为眼虫来轻松强化食品。这种方法简单且经济可行，我们预计这种方法可用于碳中和和可持续食品它还可以有助于实现与粮食和饥饿相关的可持续发展目标，并有可能作为太空探索中的粮食生产技术做出贡献。”山下博士总结道，表达了他对这项研究未来发展的希望。