综述：微藻作为强效饲料成分：在当前实现可持续水产养殖挑战中的营养与环境方面

《Food Bioscience》：Microalgae as potent feed ingredient: nutritional and environmental aspects in the current challenge of attaining sustainable aquaculture

　　本综述系统阐述了微藻作为鱼粉和鱼油可持续替代品在水产饲料中的应用潜力。文章从营养学（富含蛋白质、必需氨基酸、多不饱和脂肪酸如EPA和DHA）和环境效益（碳汇作用、减少对耕地和淡水资源的压力）角度，深入分析了微藻在促进水产动物生长性能、应对水产养殖业面临的挑战（如鱼粉资源枯竭、环境可持续性）方面的巨大价值，并探讨了当前微藻饲料产业化存在的挑战（如消化率、细胞壁破壁）及未来市场前景。

　　

微藻作为强效饲料成分：营养与环境方面在当前实现可持续水产养殖挑战中的角色

随着全球人口持续增长，预计到2050年将超过100亿，对食物，尤其是水产食品的需求急剧增加。水产养殖业作为全球农业中增长最快的部门之一，对食品安全至关重要。然而，该行业的快速发展严重依赖商业饲料，其中鱼粉和鱼油是传统关键成分。过度捕捞野生鱼类以生产鱼粉和鱼油已导致生态失衡，并加剧全球变暖（生产一吨标准鳟鱼饲料约排放1797 kg CO₂当量）。同时，鱼粉资源减少、价格飙升（2002年至2022年间约上涨三倍）以及鱼油中可能存在的化学污染物（如汞）对消费者健康构成风险，这些都迫切要求寻找可持续的替代方案。

微藻饲料研究趋势

通过文献计量分析可见，微藻作为食品和饲料原料的研究日益受到关注。微藻因其能够产生多种生物活性化合物而成为研究热点，其在饲料、食品、生物燃料等领域的应用趋势显著上升。

微藻作为强效饲料成分

微藻是能够进行光合作用的微观生物，其细胞内涵盖丰富的营养物质，包括蛋白质、脂质、碳水化合物、类胡萝卜素、维生素、藻胆素、矿物质和水溶性多糖。微藻蛋白含有所有必需氨基酸（EAAs），弥补了许多植物蛋白源的缺陷。其丰富的多不不饱和脂肪酸（PUFA）含量，特别是长链多不饱和脂肪酸（LC-PUFAs）如二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA），使其成为鱼油的理想替代品。常见商用微藻如小球藻（Chlorellasp.）、螺旋藻（Spirulinasp.）和杜氏盐藻（Dunaliella salina）已被广泛研究。微藻不仅能提供全面营养，减少对植物性原料的依赖，其培养过程还具有环境友好优势：它们生长迅速，可利用废水（农业、生活污水等）培养，减少对耕地和淡水资源的压力，并能固定CO₂，缓解全球变暖。

微藻饲料对水生动物的生长性能评估

微藻以活体或加工形式广泛应用于许多淡水和海洋物种的饲料中，如卤虫、轮虫、桡足类、鱼类、软体动物和甲壳类动物。研究表明，使用微藻 biomass（如栅藻、螺旋藻、小球藻、四爿藻等）替代部分或全部鱼粉，对多种水产动物（例如罗非鱼、大西洋鲑、凡纳滨对虾、吉富罗非鱼、金头鲷等）的生长性能、饲料转化率、体组成和健康状况产生积极影响。例如，在罗非鱼饲料中添加螺旋藻可改善增重率和特定生长率；用小球藻替代鱼粉喂养日本鳗鲡，显示出良好的生长和蛋白质效率。

微藻饲料应用的安全方面

某些微生物可能含有毒素，因此将微藻用作饲料前需进行安全性评估。欧洲食品安全局（EFSA）和美国食品药品监督管理局（FDA）等权威机构已宣布某些微藻（如螺旋藻、小球藻）可安全用于食品和饲料。对养殖生物的健康指标（如肝脏功能、抗氧化状态）的监测至关重要，目前研究普遍支持特定微藻物种在适量使用下的安全性。

微藻的环境影响

与需要大量耕地、淡水和农用化学品的陆地作物相比，微藻培养被视为一种可持续且环境友好的技术。微藻作为主要的初级生产者，具有显著的CO₂封存潜力，有助于应对气候变化。其培养过程可以整合废水处理，实现资源循环利用，减少环境污染。

微藻的市场趋势

随着对营养健康和可持续生活方式的认知提升，微藻市场呈现增长态势。螺旋藻被世界卫生组织（WHO）认定为“超级食品”，市场需求旺盛。预计到2025年，螺旋藻将在微藻市场中占据主导地位。全球微藻市场价值预计将持续增长，尤其在营养保健品、动物饲料等领域。

微藻作为水产饲料的挑战与未来展望

尽管微藻饲料前景广阔，但仍面临一些挑战。主要包括：某些微藻细胞壁难以消化，影响营养吸收；大规模培养的成本相对较高；需要优化培养和加工技术以提高经济可行性；以及确保微藻 biomass 的质量稳定性和安全性。未来研究应侧重于筛选高营养价值、易消化的藻种，开发高效的培养系统（如光生物反应器），改进下游加工技术（如细胞破壁），并加强生命周期评估（LCA）以全面衡量其环境效益。政策支持和产业链协同合作对于推动微藻基饲料的产业化至关重要。

结论

微藻凭借其卓越的营养成分（完整的必需氨基酸谱、丰富的LC-PUFAs）和显著的环境效益（CO₂固定、资源高效利用），成为应对水产养殖业可持续发展挑战的有力工具。作为鱼粉和鱼油的潜在替代品，微藻有助于减轻对野生鱼类资源的压力，降低水产养殖的环境足迹。尽管在消化率、成本和规模化生产方面存在挑战，但通过持续的技术创新和市场驱动，微藻基饲料有望在未来水产养殖体系中扮演越来越重要的角色，为全球食品安全和环境保护做出贡献。