最不起眼的東西可能成為最重要的資源。近日，兩則關(guān)于藻類(lèi)研究的報(bào)道引起了人們的關(guān)注。1月22日，來(lái)自中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所的消息稱(chēng)，該所研究人員突破海洋微藻研究的關(guān)鍵瓶頸，使微藻類(lèi)蝦青素產(chǎn)出率增長(zhǎng)超過(guò)了5倍。他們選用的海洋微藻分離自香港海域，生長(zhǎng)速度快、生物量高，能同時(shí)積累多不飽和脂肪酸和蝦青素等類(lèi)胡蘿卜素，利用前景廣闊。2月8日，學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》在線發(fā)表了一項(xiàng)科研成果，中國(guó)科學(xué)院植物研究所發(fā)現(xiàn)了硅藻如何利用其獨(dú)特結(jié)構(gòu)去高效捕獲、利用光能。基于該研究，未來(lái)有望設(shè)計(jì)出可以高效“捕光”的新型作物。
長(zhǎng)期以來(lái)，海洋微藻以其對(duì)環(huán)境的重要影響和潛在的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，成為研究領(lǐng)域的重點(diǎn)課題。在醫(yī)藥、營(yíng)養(yǎng)、養(yǎng)殖、制油等領(lǐng)域，微藻產(chǎn)品的研發(fā)已取得諸多成果，而在產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的道路上仍面臨挑戰(zhàn)與瓶頸。
分布廣泛 堪稱(chēng)海洋“草原”
微藻是一類(lèi)體型微小（2微米~30微米）、能進(jìn)行光合作用的低等植物的總稱(chēng)。大體上，微藻分為藍(lán)藻門(mén)、綠藻門(mén)、紅藻門(mén)、金藻門(mén)、硅藻門(mén)等多個(gè)門(mén)類(lèi)。目前全世界已發(fā)現(xiàn)的微藻種類(lèi)超過(guò)6萬(wàn)種，科學(xué)研究中涉及到的約幾百種，而應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐的僅有幾十種。
微藻在自然界分布廣泛，數(shù)量巨大，特別是硅藻門(mén)和藍(lán)藻門(mén)，具有很高的環(huán)境價(jià)值。硅藻是一類(lèi)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(fā)現(xiàn)硅藻的蹤跡。海洋絕大部分區(qū)域都有硅藻存在，因其數(shù)量大，甚至被稱(chēng)為海洋的“草原”。 硅藻在生態(tài)環(huán)境中具有重要意義，可通過(guò)光合作用釋放氧氣。硅藻是魚(yú)、貝、蝦類(lèi)，特別是其幼體的主要餌料，是構(gòu)成海洋初級(jí)生產(chǎn)力的重要部分。
藍(lán)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(fā)現(xiàn)。藍(lán)藻中有160多種能固定大氣中的氮，合成蛋白質(zhì)，可以作為水稻田肥源，改良土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤保肥保水能力。同時(shí)，藍(lán)藻能吸收工業(yè)廢水中氮、磷和其他化合物，起到凈化水質(zhì)的作用。
用途多多 經(jīng)濟(jì)價(jià)值凸顯
微藻富含蛋白、多糖、脂肪、色素等多種營(yíng)養(yǎng)成分和生物活性物質(zhì)，可廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、餌料、環(huán)保等眾多領(lǐng)域。微藻制油也是科學(xué)界研發(fā)的重點(diǎn)，有望成為人類(lèi)的又一大“油庫(kù)”。
研究人員介紹，微藻的蛋白質(zhì)含量很高，是單細(xì)胞蛋白的一個(gè)重要來(lái)源。微藻中類(lèi)胡蘿卜素含量也較高，具有著色和營(yíng)養(yǎng)的作用，可用于防治癌癥、抗輻射、延緩衰老、增強(qiáng)機(jī)體免疫力。微藻細(xì)胞中甘油含量較高，是優(yōu)質(zhì)的化妝品原料，也可廣泛用于化工、輕工和醫(yī)藥工業(yè)。
在水產(chǎn)養(yǎng)殖中，微藻是貝類(lèi)、蝦和部分魚(yú)類(lèi)幼體最初的餌料，專(zhuān)業(yè)人士將其比喻為“嬰兒的母乳”。另一方面，微藻也是培養(yǎng)輪蟲(chóng)、鹵蟲(chóng)、橈足類(lèi)和枝角類(lèi)等水產(chǎn)養(yǎng)殖次級(jí)餌料所必需的食物。常見(jiàn)的微藻餌料約有20多個(gè)屬、40多種，包括硅藻、金藻和綠藻種類(lèi)。
此外，微藻對(duì)凈化養(yǎng)殖水質(zhì)也有重要功能。研究結(jié)果表明，在所有能進(jìn)行光合作用的生物中，微藻的光合作用能力最強(qiáng)，生長(zhǎng)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(lèi)追求的目標(biāo)。據(jù)了解，我國(guó)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(guó)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(guó)目前石油的使用量計(jì)算，生物柴油的需求量是600萬(wàn)噸。這項(xiàng)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益都非常可觀。專(zhuān)家指出，我國(guó)鹽堿地面積達(dá)1.5億畝。如果用14%的鹽堿地培養(yǎng)微藻，在技術(shù)成熟的條件下，生產(chǎn)的柴油量就可滿(mǎn)足全國(guó)50%的用油需求。
產(chǎn)業(yè)起步 發(fā)展仍有瓶頸
近年來(lái)，我國(guó)微藻產(chǎn)業(yè)取得顯著發(fā)展。2014年，青島建成國(guó)內(nèi)最大海洋微藻產(chǎn)業(yè)基地，擁有千噸級(jí)“海洋微藻量產(chǎn)二十二碳六烯酸（DHA）”示范生產(chǎn)線，可以生產(chǎn)出藻油、藻粉及微囊粉等產(chǎn)品。藻油可添加到食用油中，藻粉可作為養(yǎng)殖海參、多寶魚(yú)等水產(chǎn)品的高端飼料添加劑，微囊粉可作為奶粉添加劑，滿(mǎn)足嬰幼兒在成長(zhǎng)過(guò)程中的DHA需求。
近年來(lái)，我國(guó)科研人員正逐步打造從基礎(chǔ)研究、技術(shù)示范到產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)的海洋微藻生物能源鏈條，中科院青島生物能源與過(guò)程研究所創(chuàng)立了基于單細(xì)胞技術(shù)的微藻種質(zhì)資源高通量篩選與定向遺傳改造平臺(tái)，在國(guó)際上首次揭示了微藻產(chǎn)油的遺傳與調(diào)控機(jī)制，為獲得適用于工業(yè)化放大的優(yōu)質(zhì)藻種資源奠定了基礎(chǔ)。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(shù)的系統(tǒng)解決方案，與波音公司對(duì)微藻航空煤油技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)。
盡管微藻產(chǎn)業(yè)前景廣闊，但在發(fā)展中仍面臨一些瓶頸。閔恩澤院士曾指出，發(fā)展微藻生物柴油首先要考慮成本，微藻燃油項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)，藻類(lèi)的培養(yǎng)成本很高，制成品的價(jià)格遠(yuǎn)高于石油。同時(shí)，在藻類(lèi)培養(yǎng)中，藻類(lèi)的密度只能到1%~2%，如果太密藻類(lèi)就無(wú)法吸收陽(yáng)光。為滿(mǎn)足微藻生長(zhǎng)對(duì)陽(yáng)光和水的需求，要有大型場(chǎng)地，而這也是一個(gè)難題。
在養(yǎng)殖業(yè)方面，國(guó)內(nèi)大部分水產(chǎn)育苗企業(yè)都是自備微藻養(yǎng)殖設(shè)施，自行生產(chǎn)各類(lèi)餌料用微藻。一般育苗場(chǎng)缺乏相應(yīng)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)力量，只能利用各自的藻池和天然水體粗放培養(yǎng)，容易導(dǎo)致微藻種質(zhì)混亂、營(yíng)養(yǎng)成分不平衡等問(wèn)題。同時(shí)，受限于微藻高密度養(yǎng)殖技術(shù)方面的限制，國(guó)內(nèi)缺少專(zhuān)業(yè)化的集中供應(yīng)機(jī)構(gòu)，也缺乏相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
因此，要大規(guī)模發(fā)展微藻產(chǎn)業(yè)，仍需進(jìn)一步深入研發(fā)相關(guān)技術(shù)，提升生產(chǎn)效率和品質(zhì)。同時(shí)應(yīng)配套相關(guān)政策，鼓勵(lì)企業(yè)投資微藻領(lǐng)域，通過(guò)規(guī)模化破解成本制約。（信息來(lái)源：中國(guó)海洋報(bào)）
