蓬勃发展，盛开的微藻

藻类:藻类科学公司的实验室生产的微藻。

Richard Martyn-Hemphill，2019年11月25日

成千上万种微藻漂浮在世界的水道中。只有一小部分被分类或研究过。它给我们留下了一个探索可能性的想象空间。

几十年来，最热门、最诱人的可能性集中在生物燃料上。从那时起，其他的梦想纷纷涌现。一些人认为微藻是蛋白质的潜在替代品。其他人认为它们可以取代塑料。最重要的是，它们是营养丰富的动物饲料补充剂。它们甚至可以捕获大量的碳。

毕竟，即使没有精巧的人类生产系统，微藻在碳排放方面也是至关重要的。它们吸收的二氧化碳和产生的氧气比世界上的热带雨林多得多。

因此，法国总统埃马纽埃尔·马克龙(Emmanuel Macron)等人错了:藻类才是真正的“地球之肺”，而不是亚马逊。“此外，这些微小的生物在许多其他方面都是重要的生命来源，它们位于食物网的底部。

从地球的肺，到有害的滋扰

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不太积极的一面是，它们还具有“藻华”的惊人又可怕的毒性能力。“这一过程往往是过度施肥渗入水系统、气候变化和高污染水平的结果，因此在新闻媒体上遭到了广泛的贬低。例如，在过去的几个夏天里，中国的赤潮使黄海变成了绿色和蓝色，形成了“死区”。“美国也有许多类似的死亡区。如果你需要一个关于它们将在何处爆发藻华的警告，像挪威的Dynaspace这样的公司正在模拟算法来从多光谱卫星图像中探测它们。

除了危险的藻华威胁，微藻惊人的碳捕获能力也引起了很多人的兴趣，至少是一些古怪的设计者。最近的一个例子是，当城市寻找过滤空气污染的新方法时，生态工作室的建筑师Marco Poletto和Claudia Pasquero。这两个人已经把微藻变成了“生物窗帘”。

随着工程技术的进步和政府对制造商施加压力以减少他们的排放，将会有更多奇怪而美妙的早期想法出现。例如，本月早些时候，我采访了希腊工程师兼创始人瓦西里斯•斯滕诺斯(Vasilis Stenos)。他的早期创业公司Solmeyea与排放二氧化碳的制造商合作。它的设想是将工厂排放的废气汇集到一个微型藻类养殖场。这不仅抵消了污染物。它还作为一种副产品加速了微藻的生长。他计划将其作为食品着色剂、蛋白质、动物饲料、色素或类胡萝卜素出售。“我们独有的净化过程给了我们竞争优势，”Stenos向AFN描述他的公司“精心自动化”的微藻收集过程时说。

几十年错误的生物燃料的曙光之后，一个新的曙光?

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像Stenos这样的创始人的想法——通常古怪、直觉敏锐、可能改变世界——在投资者持续的怀疑面前继续挣扎。在佛罗里达州奥兰多举行的年度藻类生物量峰会上，这是人们反复抱怨的问题之一。冷淡不是因为投资者目光短浅(尽管有部分原因)。更深层的原因在于，微藻投资是一个值得警惕的故事。上世纪70年代赎罪日战争(Yom Kippur War)后飙升的油价打开了人们的钱包，引发了一系列一厢情愿的想法。数十亿美元流入了微藻。希望它们能成为一种生物燃料，使世界摆脱对化石燃料的依赖。这些希望原来只是希望。因此，即使到今天，微藻仍然无法在价格上竞争。

像埃克森美孚这样的巨头再次加倍下注。这家跨国公司正与合成基因组公司(Synthetic Genomics)合作，目标是到2025年每天生产1万桶藻类生物燃料。该公司表示:“藻类每英亩产出的生物燃料比植物性生物燃料要多——目前每年每英亩产出约1500加仑燃料。”这几乎是每英亩甘蔗或玉米的5倍。伯克利的能源生物科学研究所(EBI)则更为谨慎;这突显出，在事情接近化石燃料的竞争力之前，仍需要进行长期的研发——英国石油(BP)等能源公司也持同样的立场，它们更多的是采取观望的态度。

无论是好是坏，生物燃料热潮也定义了藻类养殖基础设施的性质。微藻主要是通过几种与生物燃料竞争的方法培育出来的;其中大部分利用开放池塘的阳光。从地理上看，其中许多国家分布在美国、中国、日本、加拿大和澳大利亚。这些往往是在补贴的帮助下产生的。

地热碳捕获

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在加拿大，一家值得关注的公司可能是Pond Technologies及其位于安大略省的Stelco Lake Erie工厂。今年4月，Inventiv资本管理公司(ICM)同意为Stelco项目的第一阶段提供500多万美元，为第二阶段提供1100万美元。项目资金的余额来自安大略卓越中心(OCE)和Pond。该公司表示，该项目完工后，预计将生产3500吨藻类。该公司希望每年能隔离大约6300公吨的二氧化碳。该公司表示，该设施的藻类生物量可用于鱼类和牲畜的高蛋白饲料。或作为颜料的可再生原料。生物塑料是另一种选择。Pond已经完成了工艺工程，目前正在为这个项目调试它的第一个藻类生物反应器。

日本其他一些现有的基础设施由Virent、Solazyme、Terravia和Euglena等公司运营。(今年6月，Euglena与伊藤忠商事株式会社(Itochu Corp .)签署了一项协议，利用微藻从地热发电厂捕获碳。)在欧洲，有奥地利的Ecoduna、德国的phytol、意大利的Archimede Ricerche和比利时的Proviron。所有这些公司都使用薄膜、平板或玻璃管。管状光生物反应器被西班牙的AlgaEnergy、Algasol和Fitoplancton Marino等公司使用，也被德国的Roquette和葡萄牙的A4F使用。

开放池塘还是生物反应器?

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通常，关于是开放池塘还是建造生物反应器的争论变得很激烈。“这里需要考虑的是生物质还是人类消耗，”L.E.的生命科学专家Max Blanshard解释道K咨询。

他写道:“由于价格低廉，开放式池塘通常用于生物量，但它们很容易受到污染，而且藻类密度也没有那么高。”生物反应器价格昂贵，但你可以以更高的密度种植藻类，避免污染。”

在美国，生物精炼厂领域2019年的一大新闻是，DSM和Evonic的合资企业Veramaris在内布拉斯加州开设了一家新工厂。7月在内布拉斯加州州长皮特·里基茨(Pete Ricketts)面前开放的这家工厂耗资2亿美元。公司认为这个价格是值得的;生产技术背后的知识产权，藻类品种裂殖壶藻。该公司表示，下游工序都受到专利保护。该公司在发给AFN的一份声明中补充道，由于其发酵过程，其藻油“不含海洋污染物，一年365天都保持着独特的原始品质”。原材料的完全可追溯性和透明的生产过程让消费者安心。”

Bene-fish-ial替代蛋白质

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大规模的藻类生产对养鱼户很有吸引力。他们对大豆的依赖是麻烦的;还有一种生态上贪婪的做法，就是用大豆等农作物和逐渐减少的磷虾或凤尾鱼等野生鱼类来喂养它们数量庞大的鱼群。要摆脱这种令人沮丧的习惯，同时又让它们的产品既便宜又富含营养，并不容易，但微藻可能会拯救我们。水产养殖业需要新颖和可持续的二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)来源——这两种omega-3对鲑鱼的营养健康很重要，并直接供应给消费者。Veramaris的生产能力相当于120万吨的野生捕获鱼。这将满足整个三文鱼养殖业每年约15%的需求。它可以帮助保护我们海洋的生物多样性，减少对海洋野生捕捞渔业的压力。

就在今年9月，全球主要的藻类原料生产商Corbion走上了这条路。它与生产可持续水产养殖饲料的BioMar达成了一项协议。这两家公司公布了与总部位于挪威的三文鱼集团(Salmon Group)建立的一项新的饲料合作伙伴关系。三文鱼集团是全球最大的本地家族鱼类养殖和水产养殖公司网络。

这种合作关系是未来许多水产养殖交易的模板。在政府和环保人士的监督下，三文鱼集团的目标是减少饲料的总体环境足迹;它希望在保持饲料质量、饲料性能和鱼类福利的同时做到这一点。BioMar正在通过开发一种定制饲料来达到这一目标，这种饲料可以保持高水平的omega-3脂肪酸(EPA + DHA)。这减少了碳足迹，并显著降低了鱼进、鱼出的比例和污染物的污染。除其他成分外，BioMar还使用了AlgaPrime™DHA。用这种新配方喂养的第一批人工养殖三文鱼将于2019年底前上市。

BioMar的全球可持续发展总监维达尔•甘德森(Vidar Gunderson)将其阐述得很好。甘德森说:“随着对可持续食品选择的需求达到一个临界量，食品服务和零售行业的主要参与者越来越依赖他们的供应链来改善他们对环境的影响。”“使用替代饲料成分，如基于藻类的omega-3脂肪酸，是解决三文鱼行业内外可持续性问题的努力的重要组成部分。

基因工程的先驱者和蓬勃发展的市场

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“一个有趣的进展是微藻在基因工程中的应用，”L.E.的布兰查德说。“它们是一个有用的平台，美国和欧洲的一些组织正在致力于此，目标是它们可以直接用于患者(如口服疫苗)。”这也引起了鱼类的兴趣，因为特别需要对养鱼场进行口服和低成本疫苗接种。不过，这还有很长的路要走。”

即使没有诱人的基因工程前景，藻类也有大量的应用。水净化;替代人类蛋白质来源;药物成分;化妆品;动物、昆虫或鱼类饲料的替代或营养补充;可生物降解的纺织品;最后是“生物降解可食用塑料”。

根据Credence Research发布的最新报告《全球藻类产品市场——增长、未来展望与竞争分析，2018-2026》，2017年全球藻类产品市场价值为326亿美元，预计2018-2026年的复合年增长率为5.8%。大约有12个物种是已知的实体，它们拥有进入市场和日常使用的现有监管途径;另一些则是在学术界之外没有尝试过的。更多的可能漂浮在太平洋的某个地方，也许是迄今为止尚未发现的下一个超越肉汉堡的原料基地。值得注意的是:像Beyond或Impossible这样的植物性蛋白质生产商一直急于找到一种方法来摆脱目前对大豆、豌豆或芝麻的严重依赖。

下一代德州牛排

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一种方法是改造经典的德州牛排。孤星州以其巨大的养牛场而闻名。但据iWi首席执行官米格尔·卡拉塔尤德表示，这里也是一个主要的微藻场，暗示着下一代牛排的诞生。他说，他在奥斯汀的微藻初创公司一直在与主要的替代蛋白质生产商谈判;但目前，他专注于制作美味的零食和富含Omega-3的健康膳食补充剂。这些鱼肝油可能会取代更有环境问题的鱼肝油补充剂。iWi的产品来自于他在德克萨斯州和亚利桑那州的工厂里种植的微拟球藻。由于与ADM的合作，他的补品在1.3万家商店出售，这些补品可以替代对环境有害的鱼肝油补品。他告诉AFN，他的蛋白棒将在今年年底上架。

他补充说，这样做的好处是，沙漠中有大量的盐水，传统上这对大多数农业活动没有帮助，但却是“藻类的理想之地”。他说，这是由于世界人口增长，荒漠化威胁和限制了地球上的农田;作为回应，藻类可能是一种资源消耗较少的方式来生产复杂的、有营养的蛋白质链。这是研究沙漠农业的潜在线索。

在沙漠里种地的另一种方法是什么?

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任何在沙漠中耕种的方式都必然会引起以色列蓬勃发展的农业技术部门的兴趣。毫不奇怪，在我9月份访问以色列农业食品周期间，新的微藻种植技术很容易被发现。在以色列孵化器Trendlines的帮助下，我发掘并研究了Algatech、Algalo和AlgaHealth等公司。

Trendlines的萨莱•肯普(Sarai Kemp)解释说:“大多数老牌公司都专注于生产虾青素。”虾青素是一种抗氧化剂，赋予三文鱼粉红色。“该行业现在正将生产转向岩藻黄质，这是一种更有利可图的产品。“最近的研究表明，岩藻黄质对健康有益，可以限制肥胖、糖尿病和肿瘤的扩散，对大脑和心脏也有好处。

由于气候的原因，户外的生长条件在以色列似乎是理想的;然而矛盾的是，布雷维尔更愿意背对太阳。他们的设计承担了来自LED照明和室内种植的更大成本，以确保更好的气候控制和精确的生长条件。生物反应器方法的一个案例研究。

高科技的室内无菌和全自动光生物反应器在高强度下从内部发光。该团队表示，他们生产的微藻每片土地的产量是目前水平的200倍，价格也比目前水平低90%以上:“中型原型的生产性能远高于预期，工业规模的扩大将在2019年第四季度进行。”

AFN在电子邮件报告,Yonatan戈兰高地,Brevel的CEO,解释说他的公司计划如何筹集资金进入下一阶段的大规模生产和利用不同市场,开始自己的鲑鱼饲料添加剂:“我们的重点是突破技术壁垒,限制了微藻产业达到其潜在的未来成为我们的食物和营养以及许多其他产品。”

食物垃圾和藻类黄金

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我将以一个前瞻性的笔记来结束这些藻类的涂鸦。我现在在新加坡，我正在继续我的微藻创新空间的地图绘制。今年早些时候，淡马锡基金会(Temasek Foundation)为索菲厨房(Sophie’s Kitchen)设计的以藻类为基础的另类螃蟹赢得了淡马锡基金会颁发的100万美元“适宜居住”奖。我在亚太农业食品创新周上品尝了这个。这是优秀的;比鲜虾和鲜鲑鱼好多了。

其他一些公司也有类似的迹象，比如Triton藻类创新公司，或者新加坡新的水产养殖创新中心。在AgFunder与Rocket Seeder的合作伙伴、新加坡最新推出的GROW项目中，也有相当数量的资金。

其中一个是藻类科学(BYAS)的后院。该公司也有类似的计划，但目的是利用藻类减少食物浪费。“我们的产品平均由50%-75%的蛋白质组成。这意味着我们只需在一杯简单的水中滴几滴我们的产品，就可以满足你每日50%的蛋白质需求。”“我们想为未来而努力，在未来，吃剩的食物可以变成我们明天要吃的肉。这就是为什么我们开发了一种藻类兴奋剂来帮助基于细胞的产品生长更快，产量更高，保质期更长，味道更好。我们还在研究一种清洁土壤的藻类产品。它刺激细菌生长，清洁柴油污染的土壤。这是一个测试土壤是否干净的好基准。我们还准备了几种产品来进入食物链，比如色素，用藻类做的面粉，还有‘藻金’，据测试过它的人说，它尝起来是纯鲜味。”

阿格特伯格好心地提供了一种亮蓝色的微藻饮料，他承诺这种饮料将增强本记者的活力。阿格特伯格的一个希望是，随着人们对藻类的兴趣越来越浓厚，将出现更详细的科学和藻类库，用于存储和分析各种物种。否则，如果一些更不为人知的物种灭绝了，人类也不会更明智。

但从更积极的方面来看，进入未知领域是个不错的选择，他说。

“我们就像哥伦布一样，”他说，他的目光又回到他那两小罐蓝绿色的藻粉上。