最不起眼的東西可能成為最重要的資源。近日，兩則關于藻類研究的報道引起了人們的關注。1月22日，來自中國科學院昆明植物研究所的消息稱，該所研究人員突破海洋微藻研究的關鍵瓶頸，使微藻類蝦青素產出率增長超過了5倍。他們選用的海洋微藻分離自香港海域，生長速度快、生物量高，能同時積累多不飽和脂肪酸和蝦青素等類胡蘿卜素，利用前景廣闊。2月8日，學術期刊《科學》在線發表了一項科研成果，中國科學院植物研究所發現了硅藻如何利用其獨特結構去高效捕獲、利用光能。基于該研究，未來有望設計出可以高效“捕光”的新型作物。
長期以來，海洋微藻以其對環境的重要影響和潛在的經濟價值，成為研究領域的重點課題。在醫藥、營養、養殖、制油等領域，微藻產品的研發已取得諸多成果，而在產業化發展的道路上仍面臨挑戰與瓶頸。
分布廣泛 堪稱海洋“草原”
微藻是一類體型微小（2微米~30微米）、能進行光合作用的低等植物的總稱。大體上，微藻分為藍藻門、綠藻門、紅藻門、金藻門、硅藻門等多個門類。目前全世界已發現的微藻種類超過6萬種，科學研究中涉及到的約幾百種，而應用于生產實踐的僅有幾十種。
微藻在自然界分布廣泛，數量巨大，特別是硅藻門和藍藻門，具有很高的環境價值。硅藻是一類最重要的浮游植物，在海洋、淡水、泥土中均可存活，甚至在潮濕的大氣和兩千米以上的高空，都能發現硅藻的蹤跡。海洋絕大部分區域都有硅藻存在，因其數量大，甚至被稱為海洋的“草原”。 硅藻在生態環境中具有重要意義，可通過光合作用釋放氧氣。硅藻是魚、貝、蝦類，特別是其幼體的主要餌料，是構成海洋初級生產力的重要部分。
藍藻同樣廣泛分布在淡水、海水、潮濕和干旱的土壤和巖石上，在溫泉、冰雪，甚至鹽鹵池、巖石縫等處都可生存，在寒帶甚至南極洲亦有發現。藍藻中有160多種能固定大氣中的氮，合成蛋白質，可以作為水稻田肥源，改良土壤結構，提高土壤保肥保水能力。同時，藍藻能吸收工業廢水中氮、磷和其他化合物，起到凈化水質的作用。
用途多多 經濟價值凸顯
微藻富含蛋白、多糖、脂肪、色素等多種營養成分和生物活性物質，可廣泛應用于食品、醫藥、餌料、環保等眾多領域。微藻制油也是科學界研發的重點，有望成為人類的又一大“油庫”。
研究人員介紹，微藻的蛋白質含量很高，是單細胞蛋白的一個重要來源。微藻中類胡蘿卜素含量也較高，具有著色和營養的作用，可用于防治癌癥、抗輻射、延緩衰老、增強機體免疫力。微藻細胞中甘油含量較高，是優質的化妝品原料，也可廣泛用于化工、輕工和醫藥工業。
在水產養殖中，微藻是貝類、蝦和部分魚類幼體最初的餌料，專業人士將其比喻為“嬰兒的母乳”。另一方面，微藻也是培養輪蟲、鹵蟲、橈足類和枝角類等水產養殖次級餌料所必需的食物。常見的微藻餌料約有20多個屬、40多種，包括硅藻、金藻和綠藻種類。
此外，微藻對凈化養殖水質也有重要功能。研究結果表明，在所有能進行光合作用的生物中，微藻的光合作用能力最強，生長繁殖速度快，能迅速降低水體中氮、磷濃度，增加水體溶解氧。
尋找新型能源一直是人類追求的目標。據了解，我國在海洋微藻制取生物柴油方面已取得重要成果。2018年4月，中國工程院院士閔恩澤曾表示，如果推廣含5%生物柴油的清潔燃油，以我國目前石油的使用量計算，生物柴油的需求量是600萬噸。這項技術的經濟和生態效益都非常可觀。專家指出，我國鹽堿地面積達1.5億畝。如果用14%的鹽堿地培養微藻，在技術成熟的條件下，生產的柴油量就可滿足全國50%的用油需求。
產業起步 發展仍有瓶頸
近年來，我國微藻產業取得顯著發展。2014年，青島建成國內最大海洋微藻產業基地，擁有千噸級“海洋微藻量產二十二碳六烯酸（DHA）”示范生產線，可以生產出藻油、藻粉及微囊粉等產品。藻油可添加到食用油中，藻粉可作為養殖海參、多寶魚等水產品的高端飼料添加劑，微囊粉可作為奶粉添加劑，滿足嬰幼兒在成長過程中的DHA需求。
近年來，我國科研人員正逐步打造從基礎研究、技術示范到產業化開發的海洋微藻生物能源鏈條，中科院青島生物能源與過程研究所創立了基于單細胞技術的微藻種質資源高通量篩選與定向遺傳改造平臺，在國際上首次揭示了微藻產油的遺傳與調控機制，為獲得適用于工業化放大的優質藻種資源奠定了基礎。科研人員還形成了多組分綜合利用的微藻生物液體燃料技術的系統解決方案，與波音公司對微藻航空煤油技術進行聯合攻關。
盡管微藻產業前景廣闊，但在發展中仍面臨一些瓶頸。閔恩澤院士曾指出，發展微藻生物柴油首先要考慮成本，微藻燃油項目產業鏈長，藻類的培養成本很高，制成品的價格遠高于石油。同時，在藻類培養中，藻類的密度只能到1%~2%，如果太密藻類就無法吸收陽光。為滿足微藻生長對陽光和水的需求，要有大型場地，而這也是一個難題。
在養殖業方面，國內大部分水產育苗企業都是自備微藻養殖設施，自行生產各類餌料用微藻。一般育苗場缺乏相應的專業技術力量，只能利用各自的藻池和天然水體粗放培養，容易導致微藻種質混亂、營養成分不平衡等問題。同時，受限于微藻高密度養殖技術方面的限制，國內缺少專業化的集中供應機構，也缺乏相應的質量標準。
因此，要大規模發展微藻產業，仍需進一步深入研發相關技術，提升生產效率和品質。同時應配套相關政策，鼓勵企業投資微藻領域，通過規模化破解成本制約。（信息來源：中國海洋報）
