如果有一种生物既能当“建材”又能当“食材”，你是否会感到惊讶？它便是被誉为“未来超级食物”的——微藻（Microalgae）。形态微小、结构简单的微藻已在地球上生存35亿年之久，它独特的二二氧化碳固定机制和高含量的光合作用效率（10%-20%）远超大多数陆生植物（1%-2%）[1]。利用这一特性，微藻可用于制作生物建筑板，在产生氧气和能量的同时吸收二氧化碳，以缓解全球碳排放；而作为食物，微藻所含丰富的营养物质以及特殊的生物性，让其在食品加工、改良土壤、改良饲料、缓解粮食危机等方面，均有着强大的发展潜力。微藻，通常指含有“叶绿素a”并能进行光合作用的微生物，以单细胞群体的方式分布在各类水源中。微藻种类极其丰富，预估现存超过十万种，常见的种类按颜色分为蓝藻科、绿藻科、硅藻科和金藻科等。微藻中所含的营养物质，大部分是通过光合作用合成的，包括蛋白质、脂类、碳水化合物，以及与人体生长发育密切相关的维生素、矿物质和生物活性物质。目前，仅有部分微藻的整体干物质可用于食品生产，如螺旋藻、小球藻等，部分微藻仅可以提供某些特定的化合物作为添加物使用，如杜氏盐藻产生的β-胡萝卜素、雨生红球藻产生的虾青素等[2]。蛋白质作为微藻的初级代谢产物，占干物质23%-63%，微藻蛋白富含亮氨酸、精氨酸和赖氨酸等多种人体必须氨基酸，特别是小球藻、钝顶螺旋藻、球状念珠藻中的蛋白生物利用率优于小麦蛋白和大豆蛋白，是美国FDA认证的“最佳蛋白质来源之一”[3]。目前，微藻作为蛋白补充剂主要用于增加食品的营养价值与功能特性：·改善口感：钝顶螺旋藻、三角褐脂藻等鞭金藻、干扁藻、拟微球藻的蛋白质在加热过程中发生交联作用，保留饼干的质构、咀嚼性、硬度等感官特性；·提升溶解性：原始小球藻、三角褐脂藻蛋白高度糖基化，且含有大量亲水氨基酸，能通过增加接触面积，增强接触区域的水分子与蛋白质间的作用，提高饮料的溶解性；·增加脆度：螺旋藻蛋白具有亲水性，通过与淀粉争夺水分子阻止淀粉颗粒水合作用，促使堆积密度增加，从而增强膨化零食的脆性[4]。脂质在微藻中的比例约占 10%-60%，其中富含多种重要的多不饱和脂肪酸，例如EPA（二十碳五烯酸）、DHA（二十二碳六烯酸）、亚麻酸和亚油酸等。在诸多种类中，三角褐脂藻和拟微球藻是生产多不饱和脂肪酸的典型，添加微藻EPA和DHA的乳制品和婴儿配方奶粉已实现工业化生产，但目前微藻中的不饱和脂肪酸提取成本较高，亟待挖掘降低生产成本的新技术和手段。微藻多糖主要分为结构多糖和胞外多糖，以用于食品增稠、防腐以及益生食品的开发等。·益生元功效：钝顶螺旋藻的结构多糖不仅具有增稠特性，还能作为益生元选择性地促进发酵酸奶中益生菌的生长并提高其活性；·乳化剂：杜氏盐藻多糖的乳化性高于市售表面活性剂，是潜在的天然乳化剂；·粘合剂：微藻多糖是一种高分子量的链状聚合物，表面存在多种亲水羟基，静电电荷密度高，具有高粘度特性；·清除自由基：小球藻、蔷薇藻、紫球藻等多种微藻的多糖通过清除自由基发挥抗氧化功能。微藻中存在大量的生物活性物质，例如7g螺旋藻干物质中维生素B1、B2和B3含量可达人体每日所需摄入量的11%、15%和4%，铜和铁含量为每日所需摄入量的21%和11%[5]；雨生红球藻是虾青素的优质来源，含量达4%-5%。此外，不同种类的微藻中还含有叶黄素、玉米黄素、叶绿素、矿物质等多种生物活性物质，对人体健康有益。据美通社数据分析预测：预计2030年全球微藻市场将达到30.8亿美元，主要集中在功能性食品、食品添加剂、农业养殖、环保等领域。在食品领域，微藻已在面制品、乳制品、肉制品和饮料等食品生产中有所应用，微藻的添加改变了食品在整个保质期内的营养、功能、感官和技术特性，充分展现出作为“未来食品”的巨大应用潜力。目前，我国微藻市场整体处于早期发展阶段，以藻油DHA产品为例，受生产规模及自主研发能力限制，整体市场份额占比不高，仍以美国、澳大利亚等地进口为主。但在近五年内，国内微藻企业发展迅猛，无论在企业规模提升还是产品多样性方面，均有不同程度的提升。2021年5月13日，深圳小藻科技完成了亿元级B轮融资；今年7月29日，江苏德和生物完成数千万元B轮融资，两家企业均有自主批量制备微藻原料的能力。人类主要的蛋白质摄入来源是肉类，近年来，由于人口增长、畜禽养殖饲料抗生素滥用、养殖牧场碳排放量高等问题导致全球肉制品供应存在压力，植物蛋白替代趋势发展迅猛。微藻蛋白作为趋势正盛的植物蛋白之一具有很多优势：一方面，蛋白质含量优于小麦、大豆等谷物；另一方面，微藻蛋白可以更好的改善植物肉产品的口感，研究发现，在水分含量为60%的情况下，大豆蛋白与微藻蛋白以7：3比例生产的人造肉蛋白含量显著提升，且蒸煮后的质地与鸡肉类似。但目前，市场中的微藻蛋白产品多以蛋白粉为主，目前已获批保健食品的微藻蛋白粉如下表所示：食研汇整体制图/信息来源：国家市场监督管理总局官网近三年内，国内外针对微藻蛋白的研究逐步增多。今年2月，武汉轻工大学食品科学与工程学院的“微藻蛋白在食品中应用的研究”入选科技部2022年度“十四五”国家重点研发计划中“食品营养与安全关键技术研发”重点专项立项名单。7月23日，新加坡Sophie's Bio Nutritions与新西兰NewFish®两大微藻蛋白发酵先驱企业宣布开展合作，共同研发“以微藻为基础的非转基因乳制品替代产品”。图源：Sophie's Bio Nutritions官网7月26日，以色列微藻蛋白公司Brevel宣布，新一轮融资的1850万美元将用于开发新的乳制品替代产品，并为此筹备于2025年建造一个总容量达90万升的新工厂。2023年6月，DHA藻油被国家市场监督管理局纳入“保健食品目录”，允许声称的保健功能为“补充n-3多不饱和脂肪酸（Omega-3脂肪酸）”。同样作为Omega-3脂肪酸的补充来源，鱼油的市场发展成熟度更高，据中研普华数据显示，2022年全球DHA市场规模约52.66亿美元，其中超90%为鱼油DHA。相较鱼油需要从深海捕捞鱼类来说，藻类成长周期快、易大规模生产，藻油中含有的磷脂和糖脂均为极性脂类，更易被肠道所吸收，且藻油无鱼腥味，能更好的被消费者所接受。澳洲品牌Elevit专为孕期、哺乳期女性打造的“Elevit藻油DHA软胶囊”每粒胶囊含有200mg来源于微藻的DHA，既能满足女性特殊时期每日的DHA摄入需求，也能给胎儿更好的营养。Nemans的“海藻油软DHA胶囊”在原有产品上进行了改良，去掉了原版中的葵花籽油成分，将藻油DHA从58.52%/粒提升至63%/粒，有助于胎儿、新生儿和婴儿期大脑及眼睛功能的基本生长发育。大量研究表明，EPA作为一种Omega-3系列的不饱和脂肪酸，具有一定调节血脂、预防心血管疾病的功效，与DHA产品一样，目前市场中的EPA补充主要来源于深海鱼油。藻油中的EPA主要以游离脂肪酸、甘油三酯、磷脂（如溶血磷脂酰胆碱）、糖脂（如二酰基甘油三甲基高丝氨酸）等形式存在，生物活性更强，对情绪管理、“三高”等症状有改善作用。“DR. MORITZ Omega-3 脂肪酸补充剂胶囊”产品完全提取自藻类，不含鱼油成分，每粒/1000mg中含有300mgDHA和150mgEPR，用于增强免疫力，保护心脏及关节健康。类似的产品还有Testa公司推出的“Omega-3 脂肪酸补充胶囊”，同样不含有鱼油成分，但每粒(500mg)中含有300mg DHA和150mg EPA，相对含量较高。国内方面，已有部分企业开启微藻EPA产品的研发，小藻科技以新食品原料“拟微球藻”为主要原料，研制出纯EPA藻油产品“EPA植物动力小e丸”，不含DHA配方，对改善血脂异常、调节抑郁情绪方面有所帮助。随着人类对未来能源危机、粮食危机等共性问题的探讨与研究，微藻等高营养价值、高生物性价值的天然原料将发挥更大的作用。尽管目前微藻类产品的应用仍在市场占比中较小，但相信随着对其功能性研究及健康益处全面评估的深入，微藻能够被更多消费者所认可，有利于未来食品发展。参考来源：
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