绿藻(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。由于缺乏细胞壁，绿草具有很高的消化和吸收率，使其成为一种有吸引力的营养和健康增强食品的新来源。
此外，绿藻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，它有望成为因气候变化和人口增长而导致的动物蛋白短缺的解决方案之一，以及最近蓬勃发展的太空探索的生产技术之一。
此外，绿豆还含有高比例的一种特殊类型的-1,3-葡聚糖，称为paramylon，以其免疫调节和肝脏保护作用而闻名。Paramylon在减轻特应性皮炎、流感和关节炎症状以及预防结肠癌方面也可能有效。然而，现有的食品级生产方法相当复杂。
目前，绿豆属植物既可以在自养培养基上繁殖，也可以在异养培养基上繁殖。传统上，采用高产异养培养基Koren-Hutner (KH)培养基进行培养。
但它需要测量和混合26种不同的化学物质。此外，当微藻在大型水池中繁殖到高密度后，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%，在生产作为食品原料的绿藻草的过程中还产生了其他成本，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，以找到一种有希望的方法来大量种植Euglena。正如他们在最新的论文中所解释的那样，研究小组研究了几种饮料，以找到适合的Euglena生长介质。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)助理教授Kyohei Yamashita领导，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。Yamashita博士解释说:“我们之前已经证实，即使用海藻、干沙丁鱼和煮熟的米饭等食物作为必需维生素的来源，也可以生长。”
研究人员首先在有氧条件下静态培养初始细胞密度为4.2 x 103个细胞/mL的Euglena约10天。为此，他们使用了克莱默斯-迈尔斯(CM)培养基，一种独立的营养培养基，或KH培养基，一种异养培养基。细胞密度分别增加到106个细胞/mL和107个细胞/mL。
接下来，他们将初始细胞密度为1.6 × 104个细胞/mL的Euglena培养在13种不同的饮料中，包括稀释葡萄汁(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(果汁与水的比例为3:7或7:3)、番茄汁、橙汁、西柚汁、西梅汁、椰子水和枫水，以及在有氧条件下添加必需维生素B1和B12的培养基。
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，Euglena细胞在番茄汁中培养时，尤其是在光照条件下，细胞密度达到最大值，增加到107个细胞/mL，与KH培养基中的水平相同。这也导致培养基的外观在孵育后由红色变为绿色。
在番茄汁中培养的绿枝菜叶绿体呈亮绿色，在细胞内排列紧密。另一方面，在非番茄汁中，叶绿体数量较少，绿色较浅。这些结果表明，番茄汁比其他饮料更适合菊苣的生长。
此外，在有氧条件下，用番茄汁用水稀释(比例为3:7、4:6或5:5)，不含必需维生素的情况下培养Euglena，在所有稀释条件下，它的细胞密度都增长到大约100倍，达到106个细胞/mL。这说明番茄汁本身的营养成分是适合于绿球藻生长的。
在静态孵育过程中，经水稀释的番茄汁在容器中分离成固体沉淀层和上层水溶液层，绿绿杆菌在这两层的边界附近活跃增殖。因此，Yamashita博士指出，当使用“番茄(过滤)培养基”在有氧条件下培养时，从番茄汁中去除固体成分，Euglena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。这表明去除固体成分可能会减轻密度的影响，包括生长空间、光和养分获取以及废物积累。
最后，团队在含有谷氨酸(番茄汁的一种营养特性)的CM培养基中培养绿藻。细胞密度达到CM培养基的2 ~ 3倍，仅为番茄汁培养基的一半左右。这些结果表明，番茄汁中除谷氨酸外的其他成分也有助于绿枝草的良好生长。
“芦荟含有丰富的营养成分和功能性成分，因此可以通过将食物中的一些营养成分转化为芦荟来轻松强化食物。由于简单且经济可行，我们希望这种方法对碳中和和可持续粮食生产有用。它还有助于实现与粮食和饥饿有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。
