微藻通常是指含有葉綠素a并能進行光合作用的微生物的總稱。十多年前，微藻生物能源概念曾紅極一時，然而由于增殖速率慢、成本高，始終沒在能源行業(yè)大展拳腳。如今，隨著可持續(xù)發(fā)展的觀念深入人心，人們發(fā)現微藻在食品行業(yè)，甚至紡織、日化品等領域都有很好的應用潛力。

微藻有超過30萬個種類，其中有3萬種記錄在冊，但目前只有超過15種微藻被用于動物或人類營養(yǎng)和制藥領域的商業(yè)化，尤其以螺旋藻和小球藻為主，其可以挖掘的空間還很大。

根據歐洲藻類物質協(xié)會的調查，全球有超過2000家企業(yè)活躍于微藻生產或加工。目前中國共有螺旋藻工廠近70家，養(yǎng)殖總面積約750萬平方米，年產量超過9000噸，占國際市場的60%以上，是螺旋藻的生產大國。螺旋藻工廠以出口藻粉為主，主要出口到日本、西歐、美國和泰國等。

生長緩慢 開發(fā)利用受阻

擁有巨大潛力的同時，微藻的開發(fā)和創(chuàng)新也存在不少難題。從歷史上看，藻類一直不被認為是酵母和細菌的良好替代品，因為它們的生長速度較慢。

不論在國內還是國外，如何進行大規(guī)模高效生產都是一個技術難題。有數據顯示，目前我國微藻年產量約為一萬噸干粉，其中80%為螺旋藻，10%為小球藻，8%為雨生紅球藻、2%為鹽生杜氏藻。2016年以來我國螺旋藻行業(yè)產量逐年下滑，《中國漁業(yè)統(tǒng)計年鑒2020》數據顯示，2019年中國螺旋藻淡水養(yǎng)殖產量為5465噸，同比下降21.2%。

澳大利亞新南威爾士州初級工業(yè)部的研究科學家Hugh Goold認為，“藻類和藍藻的挑戰(zhàn)始終在于它們緩慢的生長速度和所需的生產成本?！备鶕礼oold的說法，維持光合作用所需的資源非常高，所以它們的增殖速度不像生物技術應用中常用的細菌和酵母那樣快。

多年來，細菌和酵母被應用于多種生物技術，如生產日用化學品以及藥品等高價值化合物，并且經歷了多輪優(yōu)化，這意味著光合作用生物很難在這些應用上具有更強的競爭力。

光養(yǎng)和異養(yǎng)是生產微藻的兩種方法，采用的分別是露天系統(tǒng)和封閉系統(tǒng)。兩種方法下的產品從顏色到營養(yǎng)成分含量都有不同。異養(yǎng)雖然解決了很多光養(yǎng)的問題，但也需要開發(fā)更經濟高效的培養(yǎng)系統(tǒng)和標準化的生產工藝。只有解決了這些生產技術上的問題，才能更好地發(fā)揮出微藻的效用，進一步進行食品創(chuàng)新。

法國索邦大學副教授Pierre Crozet的研究重點是設計更易被操作的工程化微藻，從而增強其對行業(yè)的吸引力。他表示：“微藻能進行光合作用且效率很高，而需要的空間和營養(yǎng)卻比陸地植物少得多。藻類只需要水、二氧化碳和無機營養(yǎng)素就可在空氣稀薄的環(huán)境中生長。”

Crozet指出，如今利用基因工程獲得一種新的藻株只需要幾周的時間。因此從技術上講，它能夠有效地替代細菌和酵母，而后兩者通常需要更復雜的生長條件以及糖源輸入才能產出產品。

發(fā)揮優(yōu)勢 新型食品市場現端倪

盡管面臨挑戰(zhàn)，但是微藻已經引起了新興市場領域的興趣。在這些市場上，它們可以提供比傳統(tǒng)生物生產方法更大的優(yōu)勢。特別是螺旋藻和小球藻很久以前就已經作為食品補充劑和食品著色劑進入了市場。此外，藻類還是蛋白質的極好來源，這為人造肉和素食食品的生產創(chuàng)造了許多機會。

據Transparency Market Research最新發(fā)布的報告顯示，在2020—2030年間，全球微藻市場預計將以約5%的年復合增長率保持增長，2030年底市值將達到32億美元，而食品飲料將成為微藻產品的主要應用領域。

2020年，聯合利華宣布與英國生物技術公司Algenuity合作，嘗試研發(fā)使用微藻原料的植物基產品。荷蘭食品和生化公司科比昂也在去年與雀巢建立了類似的合作伙伴關系，這表明食品行業(yè)的大公司開始越來越多地認識到藻類產品的潛在價值。

在該領域獲得進展的其他公司還包括尋求提供肉類替代品的法國公司Algama，以及使用藻類生產食品、飼料、化妝品和化肥的西班牙公司AlgaEnergy。

另外還有很多公司正利用微藻開發(fā)新型食品。如芝加哥的成分初創(chuàng)公司Back of the Yards Algae Sciences正在研發(fā)一種用藻類制作的血紅素，用于改善植物肉的外觀和風味。據稱，該產品原料主要是從螺旋藻中提取，不需要經過基因工程或發(fā)酵，比用大豆制作的血紅素更簡單。

而法國植物奶初創(chuàng)公司Update Foods研發(fā)的新型植物奶，使用來自蠶豆、海藻油的蛋白質，以及天然香料和少量乳化劑。據稱，其味道、質地和外觀都和牛奶非常相似。

植物基海鮮公司New Wave Foods目前已籌集1800萬美元的A輪融資，準備將其產品推向市場。其首款產品植物蝦主要由海藻和植物蛋白制成。據稱，該產品的口味與蝦非常相似，并且可以用于與蝦同樣的烹飪方式，如炒、炸、烤等。除了植物蝦之外，該公司還在研發(fā)其他植物基海鮮產品，如基于植物的龍蝦、扇貝和螃蟹。

事實上，一些公司還推出了含有螺旋藻和小球藻的飲料以及含藻類的零食小吃。澳大利亞Morlife公司則推出了使用螺旋藻粉的能量球，并將螺旋藻成分添加到功能性食品，如功能性植物粉、植物沙拉醬中。

在植物力量和健康需求越來越被重視的未來，藻類的潛力必然會受到關注并且會有更多的力量注入其中。與此同時，實現藻類更嚴謹的科學研究以及生產開發(fā)技術的突破成為當前亟待解決的問題。只有在科研和技術上得到提升，才能讓藻類的潛力真正發(fā)揮出來，藻類的食品創(chuàng)新才能從idea走向ideal products。

（楊曉晶）