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微藻重为食品行业潜力股

  微藻通常是指含有叶绿素a并能进行光合作用的微生物的总称。十多年前,微藻生物能源概念曾红极一时,然而由于增殖速率慢、成本高,始终没在能源行业大展拳脚。如今,随着可持续发展的观念深入人心,人们发现微藻在食品行业,甚至纺织、日化品等领域都有很好的应用潜力。

  微藻有超过30万个种类,其中有3万种记录在册,但目前只有超过15种微藻被用于动物或人类营养和制药领域的商业化,尤其以螺旋藻和小球藻为主,其可以挖掘的空间还很大。

  根据欧洲藻类物质协会的调查,全球有超过2000家企业活跃于微藻生产或加工。目前中国共有螺旋藻工厂近70家,养殖总面积约750万平方米,年产量超过9000吨,占国际市场的60%以上,是螺旋藻的生产大国。螺旋藻工厂以出口藻粉为主,主要出口到日本、西欧、美国和泰国等。

生长缓慢  开发利用受阻

  拥有巨大潜力的同时,微藻的开发和创新也存在不少难题。从历史上看,藻类一直不被认为是酵母和细菌的良好替代品,因为它们的生长速度较慢。

  不论在国内还是国外,如何进行大规模高效生产都是一个技术难题。有数据显示,目前我国微藻年产量约为一万吨干粉,其中80%为螺旋藻,10%为小球藻,8%为雨生红球藻、2%为盐生杜氏藻。2016年以来我国螺旋藻行业产量逐年下滑,《中国渔业统计年鉴2020》数据显示,2019年中国螺旋藻淡水养殖产量为5465吨,同比下降21.2%。

  澳大利亚新南威尔士州初级工业部的研究科学家Hugh  Goold认为,“藻类和蓝藻的挑战始终在于它们缓慢的生长速度和所需的生产成本。”根据Goold的说法,维持光合作用所需的资源非常高,所以它们的增殖速度不像生物技术应用中常用的细菌和酵母那样快。

  多年来,细菌和酵母被应用于多种生物技术,如生产日用化学品以及药品等高价值化合物,并且经历了多轮优化,这意味着光合作用生物很难在这些应用上具有更强的竞争力。

  光养和异养是生产微藻的两种方法,采用的分别是露天系统和封闭系统。两种方法下的产品从颜色到营养成分含量都有不同。异养虽然解决了很多光养的问题,但也需要开发更经济高效的培养系统和标准化的生产工艺。只有解决了这些生产技术上的问题,才能更好地发挥出微藻的效用,进一步进行食品创新。

  法国索邦大学副教授Pierre  Crozet的研究重点是设计更易被操作的工程化微藻,从而增强其对行业的吸引力。他表示“:微藻能进行光合作用且效率很高,而需要的空间和营养却比陆地植物少得多。藻类只需要水、二氧化碳和无机营养素就可在空气稀薄的环境中生长。”

  Crozet指出,如今利用基因工程获得一种新的藻株只需要几周的时间。因此从技术上讲,它能够有效地替代细菌和酵母,而后两者通常需要更复杂的生长条件以及糖源输入才能产出产品。

发挥优势  新型食品市场现端倪

  尽管面临挑战,但是微藻已经引起了新兴市场领域的兴趣。在这些市场上,它们可以提供比传统生物生产方法更大的优势。

  特别是螺旋藻和小球藻很久以前就已经作为食品补充剂和食品着色剂进入了市场。此外,藻类还是蛋白质的极好来源,这为人造肉和素食食品的生产创造了许多机会。

  据Transparency  Market  Research最新发布的报告显示,在2020—2030年间,全球微藻市场预计将以约5%的年复合增长率保持增长,2030年底市值将达到32亿美元,而食品饮料将成为微藻产品的主要应用领域。

  2020年,联合利华宣布与英国生物技术公司Algenuity合作,尝试研发使用微藻原料的植物基产品。荷兰食品和生化公司科比昂也在去年与雀巢建立了类似的合作伙伴关系,这表明食品行业的大公司开始越来越多地认识到藻类产品的潜在价值。

  在该领域获得进展的其他公司还包括寻求提供肉类替代品的法国公司Algama,以及使用藻类生产食品、饲料、化妆品和化肥的西班牙公司AlgaEnergy。

  另外还有很多公司正利用微藻开发新型食品。如芝加哥的成分初创公司Back  of  the  Yards  Algae  Sciences正在研发一种用藻类制作的血红素,用于改善植物肉的外观和风味。据称,该产品原料主要是从螺旋藻中提取,不需要经过基因工程或发酵,比用大豆制作的血红素更简单。

  而法国植物奶初创公司Update  Foods研发的新型植物奶,使用来自蚕豆、海藻油的蛋白质,以及天然香料和少量乳化剂。据称,其味道、质地和外观都和牛奶非常相似。

  植物基海鲜公司New  Wave  Foods目前已筹集1800万美元的A轮融资,准备将其产品推向市场。其首款产品植物虾主要由海藻和植物蛋白制成。据称,该产品的口味与虾非常相似,并且可以用于与虾同样的烹饪方式,如炒、炸、烤等。除了植物虾之外,该公司还在研发其他植物基海鲜产品,如基于植物的龙虾、扇贝和螃蟹。

  事实上,一些公司还推出了含有螺旋藻和小球藻的饮料以及含藻类的零食小吃。澳大利亚Morlife公司则推出了使用螺旋藻粉的能量球,并将螺旋藻成分添加到功能性食品,如功能性植物粉、植物沙拉酱中。

  在植物力量和健康需求越来越被重视的未来,藻类的潜力必然会受到关注并且会有更多的力量注入其中。与此同时,实现藻类更严谨的科学研究以及生产开发技术的突破成为当前亟待解决的问题。只有在科研和技术上得到提升,才能让藻类的潜力真正发挥出来,藻类的食品创新才能从idea走向ideal  products。