“超级作物”微藻有望大规模进入饲料领域，动物口粮升级开启百亿级市场
微藻是指在显微镜下才能辨别形态的微小藻类群体，通常存在于淡水和海洋系统中，部分则分布在陆地系统里。它们具有钙、磷等多种矿物元素，富含多种维生素，可以用来生产蛋白质、油脂、色素等物质，鉴于这种特性，微藻可以应用于各行各业，包括食品、饲料、医药、化妆品、生物能源等等。
在饲料行业里，将微藻添加到水产饲料、猪饲料、蛋禽饲料、反刍动物饲料之中，皆能产生积极的影响，有一些公司甚至将微藻添加到了宠物饲料中。然而，尽管其应用广泛，大规模的微藻饲料应用却很鲜见，更多是“摸着石头过河”。
为此，了解微藻相关知识，培养专业人才，建立高效、工业化的微藻培育体系成为了未来产业发展关键。根据市场研究公司Data Bridge的分析，全球微藻饲料应用在2021年价值为110亿美元，预计到2029年将达到203亿美元。而作为饲料大国、微藻大国，我国将有更多优势打造“超级作物”微藻的产业化大国，假设微藻将能达到饲料产能的1/10，预计将创造百亿级的增量市场。
微藻及其应用场景
资料显示，被发现的微藻种类已经达到上万种。在这之中，寻找能够应用于实际生产的微藻成为了研究者共有的命题。
在科学家孜孜不倦地试验中，一些藻类脱颖而出，它们被认为稳定性高、具备产业化、规模化能力，能够产生巨大的经济价值，这些藻类包括螺旋藻、小球藻、雨生红球藻等。其中，螺旋藻在我国饲料行业中的应用最为常见。
鉴于不同藻类的成分、含量不尽相同，不同种属的微藻在应用上也有所不同。以成分划分，蛋白质、Omega-3、碳水化合物、维生素与矿物质等是微藻价值的关键体现。
1.蛋白质
近年来，替代蛋白的概念正在逐渐兴起以应对食物、饲料在未来30年中可能存在的短缺，在这之中，微藻出现在大众视野，并被认为是前途光明，应用广泛的蛋白替代品。在饲料应用中，因其富含蛋白而被广泛应用的藻类包括小球藻、螺旋藻、杜氏盐藻等。
2.Omega-3
Omega-3也称为ω-3，属于不饱和脂肪酸，具有抗炎、预防心脑血管疾病、降低痴呆风险等作用，Omege-3通常来自深海鱼、亚麻籽、海藻等等。将含有Omega-3的微藻添加到动物饲料中，能为动物提供更多有益脂肪酸，它可以分为长链和短链两种类型，长链Omega-3为EPA(二十碳五烯酸)和DHA（二十二碳六烯酸），短链Omega-3为ALA（α-亚麻酸）。一些微藻被视为Omega-3的良好来源，例如等鞭藻、微拟球藻。
3.碳水化合物
微藻中的碳水化合物以淀粉、纤维素等形式存在于细胞质体内和细胞壁中，分为单糖和多糖，具有抗菌、抗病毒、抗氧化等作用。以螺旋藻为例，公开资料显示，螺旋藻中碳水化合物含量可达12%－25%。
4.维生素
微藻中富含维生素，如维生素A、维生素E、β-胡萝卜素等等，其中有部分维生素具有抗氧化特性，典型的如虾青素。虾青素是一种类胡罗卜素，能够作为很好的增色剂，当其作为饲料时，可以用于鱼类的增色，从而在进行销售时更容易被买家选中。在不同的微藻品类中，雨生红球藻是常见的用于增色的微藻。
拥有以上优势的微藻，能够应用于饲料行业的方方面面，其中以应用领域划分，最常见的便是其在水产养殖中的作用。
1.水产养殖
首先，是作为饲料。有关微藻作为饲料对于水产动物生长作用的研究不在少数。如2016年王磊、陈再忠等人发表的《饲料中添加雨生红球藻对七彩神仙鱼生长、体色及抗氧化力的影响》研究，研究结果表明该微藻能够提高鱼类增重率、提升皮肤虾青素含量、增强机体抗氧化能力；2019年赵子续、张宝龙等人发表的《饲料中添加雨生红球藻对红白锦鲤生长、体色及抗氧化能力的影响》；陈倩伶、赵永贞等人发表的《不同微藻饵料对生物絮团育苗系统水质和凡纳滨对虾虾苗生长的影响》，研究表明以钝顶螺旋藻为植物饵料能够有效提高出苗率，增加虾苗体质量，诸如此类。
其次，是提升水质。在20世纪50年代，我国就提出了利用微藻进行废水处理，其可以处理的废水包括城市污水、工业废水、农业废水等等，微藻的存在能够去除这些有机废水中的有毒、有害成分。在水产养殖中，水产废水来源主要是水产动物代谢排放与饵料残余，微藻能够通过吸收有机碳、脱氮、除磷的方式净化养殖废水。
水产之外，以饲料应用品种为划分标准，微藻在饲料中的应用能够有利于猪、蛋禽、肉禽、反刍动物等的生长。
2.猪
在猪饲料中添加微藻有利于仔猪生长，相关研究包括2017年盛清凯、刘雪等人发布的《螺旋藻对仔猪生长性能、免疫性能及粪便菌群的影响》，研究显示，FMD（Foot-and-Mouth Disease，口蹄疫新型疫苗）疫苗免疫期间饲粮中添加0.5%的螺旋藻可以促进仔猪生长。在实际应用上，2017年，新奥集团旗下新奥科技发展有限公司（新奥能源研究院）与广西巴马原种香猪农牧实业有限公司达成战略合作，用高营养微藻粉养殖微藻香猪。新奥副总经理钱为强表示，添加微藻饲养后，宁乡花猪的EPA、DHA含量明显提升，对于需要补充鱼油的孕产妇、心血管存在健康问题的老年群体是很好的选择。
3.蛋禽
一些研究表明，相比于传统饲料喂养的鸡生产的鸡蛋，在饲料中混合富含Omega-3脂肪酸的藻类原料，能使母鸡鸡蛋中含有更多有益的脂肪酸，这些脂肪酸具有抗炎作用，能够促进大脑发育，预防心血管疾病。海外论述包括JM Bource的《Where to find omega-3 fatty acids and how feeding animals with diet enriched in omega-3 fatty acids to increase nutritional value of derived products for human》提到喂养藻类饲料能使鸡蛋中的DHA含量增长至以往的六倍。国内相关研究包括2016年杨蕊、徐方华发表的《日粮中添加微藻DHA和ALA对蛋鸡产蛋性能和蛋品质的影响》，该研究选取576只300日龄海兰褐蛋鸡，实验表明在饲粮中添加微藻DHA和ALA能够提高其产蛋性能和鸡蛋品质。
4.反刍动物
对于牛、羊而言，微藻在饲料中的应用能够提升产奶的品质。Lamminen M等人发表的《Different microalgae species as a substitutive protein feed for soya bean meal in grass silage based dairy cow diets》研究表明微藻能够替代奶牛日粮中的豆粕。2021年，中国农业科学院发表的《饲喂DHA微藻粉对山羊乳品质的影响》通过在奶山羊饲料中添加不同剂量的DHA微藻粉得出了最适宜提升羊乳营养品质的剂量结果。
微藻饲料公司实例
从全球范围看，微藻饲料的应用公司并不算多，这里，我以两家老牌企业与两家初创企业的案例为例进行说明。
老牌企业做微藻饲料，有两类原因，一是该公司深耕饲料行业多年，具备一定的研发能力，乐于在可持续发展上做尝试，微藻饲料便是其可持续发展中的一环，这类公司的代表是BioMar。
BioMar于1960年代早期在丹麦成立，该公司也是欧洲最早生产水产颗粒饲料的公司之一，在发展的过程中，BioMar一直注重发掘更环保、性能更优的饲料，其80至90年代开发的ECOLINE饲料被称为世界上第一款环境友好型饲料。时至今日，BioMar已经成为水产养殖业的领先饲料供应商之一，为全世界80多个国家、45种不同类型的鱼虾品种提供饲料。
2016年，该公司第一批含有微藻的饲料上市，2021年9月，BioMar表示已经将100吨微藻Omega-3添加到了其饲料中。其全球可持续发展总监Vidar Gundersen表示，“这有助于减轻海洋的压力，同时确保鱼类获得发展需要的最佳营养。”
在发展的同时，BioMar也在积极寻找来自中国的合作伙伴。2015年，BioMar与通威股份签订战略合作协议，2020年，BioMar宣布与通威合资饲料厂正式投产，年产量约5万吨。
另一类，其所在行业可能与饲料毫无关系，但在机缘巧合中接触了微藻应用，并由此开启新项目，这一点使得该公司在微藻的应用上更加开放和多元。
Allmicroalgae的故事始于葡萄牙最大的水泥公司之一，1930年成立的Secil的一个聚焦于可持续发展的项目，该项目开启于2007年，通过微藻实现水泥工业的固碳。2015年，Allmicroalgae正式成立，此后，公司不断拓展其应用领域，开发更多的应用藻类，到了今天，Allmicroalage已经成为欧洲最大的微藻生产商之一。
与其他专注于某一领域的微藻公司不同，Allmicroalage正如其名字“ALL”一般，致力于为全领域提供微藻，包括动物饲料、化妆品、人类营养、农业与园艺等等，其栽培微藻包括小球藻、螺旋藻、三角褐指藻等等。
在应用层面，以饲料而言，Allmicroalgae旗下的ALLVITAE品牌专做饲料领域，已开发适合猫狗的宠物饲料、适合仔猪的饲料等等。
这是经验充足的老牌企业，当我们把目光投向初创公司，便会发现它们通常会选择更新奇的切入角度，例如Inalve是从完全清洁的培养环境打造微藻，而MiAlgae则创造性地使用威士忌蒸馏副产品培养微藻。
Inalve的微藻饲料聚焦于动物饲料和水产养殖领域，该公司成立于2016年，并于2019年获得了160万欧元的融资。
为了更好地实现清洁、环保，Inalve仅使用水、阳光、二氧化碳、矿物质培养微藻，其产品不含转基因、杀虫剂、重金属成分，并根据用户的产品进行定制的解决方案。
MiAlgae是一家总部位于英国的生物技术初创公司，该公司成立于2016年，由Douglas Martin在爱丁堡大学学习生物技术时创立。截至目前，该公司已在四轮融资中获得了390万英镑的资金。
在发展初期，MiAlgae的产品应用集中在宠物食品领域，其微藻饲料能够帮助宠物获取所需的营养，随着业务的拓展，MiAlgae将应用于水产养殖领域。
通过生物技术，MiAlgae将食品饮料行业中的副产品作为原料培养富含omega-3的微藻，具体而言，是通过威士忌蒸馏过程中的副产品培养微藻。目前，整个水产养殖行业中omega-3的主要获取来源是野生鱼类，而MiAlgae估计，一吨微藻可以节省多达30吨野生鱼类。
“MiAlgae从一个行业获取了副产品，并将其转化为另一个行业的解决方案。通过生物技术的应用，MiAlgae正在寻找养活世界人口的解决方案，随着全球水产养殖业的规模在未来十年内翻一番，这确实是一个非常有前途的业务。”MiAlgae投资者之一的高瓴集团的Andrew Vernon表示。
产业现状、局限、未来发展
资料显示，中国微藻的产业化要从20世纪80年代算起，也是这一时期，我国将螺旋藻、盐藻的研究列入了“八五”国家攻关计划。在几十年的发展中，中国成为了全球第一大微藻生产国，年产量超万吨，其中螺旋藻、小球藻、雨生红球藻是我国重点开发的经济藻。
除了是微藻生产大国，我国也是全球水产养殖大国、饲料生产大国。2021年，时任农业农村部渔业渔政管理局局长刘新中在农业农村部新闻发布会上介绍，2020年中国水产品总量达6549万，其中养殖产品占比79.8%，而中国养殖水产品占世界水产品养殖总产量60%以上。以饲料而言，作为全球第一大饲料生产国，2021年全国工业饲料总产量达29344.3万吨，同比增长16.1%，创下有史以来的产量最高值。
与此同时，微藻在饲料中的高价值很早就被提了出来，相关的研究可追溯至上个世纪。然而，在具体的应用层面还发展较缓。主要有以下3点原因。
其一，政策问题。
以全球范围来看，不同微藻种类的应用规则不同。根据Senthil Nagappan等学者统计，美国食品药品监督管理局和欧洲食品安全局已经认定一些微藻是安全的，如小球藻、杜氏盐藻的油脂提取物通过GRAS认证，部分小球藻可用于新食品目录下的食品成分。在国内，也有相关统计，三大应用微藻中，螺旋藻于1990年被国家卫生部批准为新资源食品，雨生红球藻于2010年被批准为新资源食品，小球藻中的蛋白核小球藻则于2012年被批准为新资源食品。在这之外，还有更多的微藻类型等待批准，判定更多的微藻种类安全并可用于饲料需要企业与相关机构共同努力。
其二，价格问题。
业内对于微藻的普遍看法是价格太高，然而这一说法似乎过于武断。提出这一看法的人通常是将微藻与鱼粉进行相比，认为购买几万1吨的微藻相比于几千1吨的鱼粉是得不偿失，然而，当我们看向国内微藻的历史应用，就会发现微藻的价格相对于80年代已经下降了好几倍。同时，不同的微藻在饲料中的添加用量也不尽相同，这就涉及到了下一个问题，即技术适应性问题，如何判断使用何种微藻，用量如何添加，还需要配合使用哪些物质。
其三，技术适应性问题。
在探讨如何将微藻的利用价值发挥得更好的同时，微藻成分与动物之间是否适应也需要不断探索。例如，有资料显示，微藻中的细胞壁难以被单胃动物消化，为此，开发相应的技术以提高微藻成分的利用效率成了饲料行业需要面临的挑战。
技术性问题也造成了一些饲料企业在应用微藻时常常摸不着头脑。根据“中科院之声”的报道，目前我国水产育苗场微藻培养系统仍是小作坊生产，效率低、易污染，同时，很多水产企业都缺乏专业的微藻人才，如此一来就会导致微藻营养成分不平衡、供应不稳定，导致未能实现微藻对于养殖的促进作用。因此，普及微藻相关知识，培养专业人才，建立高效、工业化的微藻培育体系成为了未来产业发展关键。
目前，我国微藻饲料的应用还处于摸着石头过河，这就需要更多的科研机构投入，与此同时，也需要大型饲料公司做好榜样作用，引领中小企业进行微藻的良性运用。公开资料显示，一些大型企业正在尝试这一新鲜的解决方案。
以前面提到的通威为例，2021年3月，通威就曾拜访专做EPA藻油产业化创业的小藻科技，并表示对与小藻科技在EPA微藻产品于水产行业领域达成合作的期待；2021年6月，海大集团投资8亿建设的汕尾鱼虾贝藻水产种业园正式开工，通过藻类产品的集中养殖实现整体化效益；2022年，国投生物则与福建省投资开发集团有限公司旗下福建闽投碳资产投资有限公司签订协议，计划同福建投资集团的水产养殖公司联合推动微藻在水产养殖中的应用。
放眼全球，对于水产养殖业而言，寻找鱼粉、鱼油的替代物是从业者使用微藻的直接原因。作为水产养殖饲料中的主要蛋白质来源，鱼粉供给日益紧张，同时豆粕、玉米等蛋白质替代品饲料转化率较低，寻找替代品成为了必然。
在以微藻作为饲料替代品之外，寻求更可持续的养殖方式也是从业者选择微藻的原因之一。在营养健康的趋势之下，微藻在饲料中的优越性将逐渐凸显，随着技术的不断更新，微藻在产业中的作用逐渐普及，我国饲料行业将迎来一次新的产业升级。
本文来自微信公众号：35斗（ID：vcearth），作者：谢庆霜
