卷土重來，微藻殺入食品工業(yè)成為潛力新星
微藻通常是指含有葉綠素a并能進(jìn)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(shí)，然而由于其增殖速率慢、成本高的原因，微藻始終沒在能源行業(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(xiàn)微藻在食品行業(yè)，甚至紡織日化品領(lǐng)域都有很好的應(yīng)用潛力。
今天我們共同關(guān)注微藻生物技術(shù)應(yīng)用的新興領(lǐng)域，希望本文能夠?yàn)橄嚓P(guān)的產(chǎn)業(yè)人士和讀者帶來一些啟發(fā)和幫助。
微藻，好東西or壞東西？
在巴黎市中心，Marie Curie（居里夫人）的老實(shí)驗(yàn)室對面，索邦大學(xué)副教授Pierre Crozet正在研究光合作用。他的研究重點(diǎn)是設(shè)計(jì)更易被操作的工程化微藻，從而增強(qiáng)其對行業(yè)的吸引力。他表示：“微藻能進(jìn)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?！?/strong>
新技術(shù)應(yīng)該為可持續(xù)發(fā)展服務(wù)的思想已在當(dāng)今社會(huì)生根發(fā)芽。將能夠進(jìn)行光合作用的微生物應(yīng)用于生物技術(shù)似乎是一件水到渠成的事情。藻類只需要水、二氧化碳和無機(jī)營養(yǎng)素就可在空氣稀薄的環(huán)境中生長，它們中的很多都生長在海水中和不適合農(nóng)耕的土地上。
Crozet說：“今天，我們在改造藻類方面做得相當(dāng)好。因此，我認(rèn)為這并不困難?！彼赋?，如今利用基因工程獲得一種新的藻株只需要幾周的時(shí)間。因此從技術(shù)上講，它能夠有效地替代細(xì)菌和酵母，而后兩者通常需要更復(fù)雜的生長條件以及糖源輸入才能產(chǎn)出產(chǎn)品。
然而，從歷史上看，藻類一直不被認(rèn)為是酵母和細(xì)菌的良好替代品，因?yàn)樗鼈兊纳L速度較慢。此外，大約10年前，許多藻類生物燃料公司的倒閉對該領(lǐng)域造成了打擊，并且至今難以恢復(fù)。
生物燃油的災(zāi)難
2010年初，有幾家誕生于美國的初創(chuàng)企業(yè)開始生產(chǎn)生物燃料。這些公司聲稱將以極具競爭力的市場價(jià)格提供藻類生物燃料。Sapphire Energy、Solazyme和Algenol等公司獲得了大量的公共和私人投資，并被人們寄予厚望。但由于技術(shù)挑戰(zhàn)和2015年至2016年的油價(jià)下跌，使它們無法提供具有商業(yè)可行性的產(chǎn)品，這些企業(yè)要么破產(chǎn)，要么不得不徹底改變方向。
澳大利亞新南威爾士州初級工業(yè)部的研究科學(xué)家Hugh Goold說：“藻類和藍(lán)藻的挑戰(zhàn)始終在于它們緩慢的生長速度和所需的生產(chǎn)成本。”根據(jù)Goold的說法，維持光合作用所需的資源非常高，這意味著它們的增殖速度不像生物技術(shù)應(yīng)用中常用的細(xì)菌和酵母那樣快。
多年來，細(xì)菌和酵母被應(yīng)用于多種生物技術(shù)，如生產(chǎn)日用化學(xué)品以及藥品等高價(jià)值化合物，并且經(jīng)歷了多輪優(yōu)化，這意味著光合作用生物很難在這些應(yīng)用上具有更強(qiáng)的競爭力。Goold說：“投資者必須知道你可以生產(chǎn)出比其他人更便宜的產(chǎn)品。如果僅僅是因?yàn)槟承┢胀ǖ脑?，用藻類代替大腸桿菌是不值得去做的?！?/p>
盡管面臨這一挑戰(zhàn)，但是微藻已經(jīng)引起了新興市場領(lǐng)域的興趣，在這些市場上，它們可以提供比傳統(tǒng)生物生產(chǎn)方法更大的優(yōu)勢。
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圖.光語生物科技有限公司的藻類生物反應(yīng)器
瞄準(zhǔn)食品工業(yè)
微藻利用色彩鮮艷的色素（如葉綠素、類胡蘿卜素和藻藍(lán)蛋白）捕獲陽光。特別是螺旋藻和小球藻很久以前就已經(jīng)作為食品補(bǔ)充劑和食品著色劑進(jìn)入了市場。此外，藻類還是蛋白質(zhì)的極好來源，這為人造肉和素食食品的生產(chǎn)創(chuàng)造了許多機(jī)會(huì)。
食品和其他消費(fèi)品的大型生產(chǎn)商——Unilever（聯(lián)合利華）已經(jīng)看到了微藻的營養(yǎng)潛力。2020年7月，該公司與英國的Algenuity公司達(dá)成了合作伙伴關(guān)系。
聯(lián)合利華科技副總裁Manfred Aben說：“藻類是高質(zhì)量植物蛋白的來源。這些產(chǎn)品將吸引各種各樣的消費(fèi)者，既適合素食主義者和素食主義者，也符合希望減少動(dòng)物產(chǎn)品消費(fèi)的彈性素食者和肉食者的訴求?！?/p>
（編者注：彈性素食者，即堅(jiān)持素食，基本上不吃肉食，但不強(qiáng)制性，偶爾因環(huán)境和個(gè)人原因吃肉食的人。）
“在食品和飲料行業(yè)，以微藻為基礎(chǔ)的成分的機(jī)會(huì)是強(qiáng)勁且切實(shí)的，”Altreity首席執(zhí)行官Andrew Spicer解釋說，“我們真心希望微藻成分能夠在食品和飲料以外的市場得到應(yīng)用，在這些市場上，可持續(xù)性、植物性和天然配料來源將依然是強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)因素?！?/p>
去年，荷蘭食品和生化公司Corbion（科比昂）宣布與Nestlé（雀巢）建立類似的合作伙伴關(guān)系，這表明食品行業(yè)的大公司開始越來越多地認(rèn)識到藻類產(chǎn)品的潛在價(jià)值。在該領(lǐng)域獲得進(jìn)展的其他公司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(chǎn)食品、飼料、化妝品和化肥的西班牙公司AlgaEnergy。
圖.來自AlgaLife的藻類紡織品
食品和飼料之外
2011年，畢業(yè)于特拉維夫申卡工程、設(shè)計(jì)和藝術(shù)學(xué)院（Shenkar College of Engineering，Design and Art）的Renana Krebs獲得了時(shí)尚學(xué)位。在為時(shí)尚品牌工作期間，她意識到該行業(yè)對環(huán)境的巨大影響。服裝和紡織品制造業(yè)占全球碳排放量的10%，廢水的20%。為了尋找替代解決方案，Krebs與父親合作創(chuàng)立了Algalife，這是一家德國-以色列合資公司，提供藻類纖維和紡織品。
Krebs表示：“Algalife代表著一個(gè)更美好的星球和一個(gè)更美好的時(shí)尚業(yè)。我們?yōu)槊總€(gè)人提供一個(gè)全新的選擇，可以讓其有機(jī)會(huì)做出更好的決定，以實(shí)現(xiàn)健康、可持續(xù)的福祉?！痹摴九c時(shí)尚品牌合作，這些品牌愿意學(xué)習(xí)和調(diào)整自己的做法，包括使用“綠色”纖維，甚至為可持續(xù)方案付出更多的成本。
Renana Krebs認(rèn)為藻類是可持續(xù)發(fā)展最具影響力的資源之一，并指出她也收到了時(shí)尚行業(yè)以外的公司需求。
在加利福尼亞州的圣地亞哥，初創(chuàng)公司Algenesis一直使用海藻油作為石油的替代品。這家初創(chuàng)公司的創(chuàng)始人都是沖浪者，他們推出的第一批產(chǎn)品是沖浪板和人字拖，它們由一種可生物降解的藻類生物聚合物制成。
除了時(shí)尚，藻類還可以用來生產(chǎn)可持續(xù)的日常石化用品替代品。例如，美國的初創(chuàng)公司Living Ink旨在提供一種環(huán)保的替代品，使用藍(lán)藻以替代打印油墨。
在經(jīng)歷了最初的一些挫折之后，藻類似乎找到了進(jìn)入市場的途徑。這一領(lǐng)域的新一代初創(chuàng)企業(yè)更多地關(guān)注商業(yè)與企業(yè)的關(guān)系，從而針對客戶對環(huán)境友好產(chǎn)品的需求建立其品牌。
顯然，在傳統(tǒng)的應(yīng)用中，藍(lán)藻和藻類不會(huì)取代細(xì)菌和酵母菌作為發(fā)酵生物。然而，未來更多的研究和大膽的商業(yè)想法將有機(jī)會(huì)發(fā)掘與釋放它們獨(dú)特的潛力。Crozet指出：“我認(rèn)為唯一局限我們利用藻類的就是我們自己的想象力?！?/p>
