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本文聚焦将工业副产物升级为微藻基食品的研究。分析了面临的技术、经济和环境挑战，如营养不足、处理耗能等，以原壳小球藻为例提出了选合适副产物、优化处理等策略，为实现零废弃和可持续发展提供路径。
引言
2010 - 2016 年，全球粮食生产中粮食损失和浪费占比达 25 - 30%，导致 8 - 10% 的人为温室气体排放，每年成本约 1 万亿美元。为改善环境和经济效益，现代致力于通过重新利用工业副产物和残渣培养微生物来回收资源。
食品生产中的副产物，像农业食品行业的大豆乳清、未售出面包，生物技术和制药行业的废弃培养基等，被统称为工业副产物（side - streams） 。这些副产物是未被充分利用的有机营养源，但用于微生物食品生产时，需符合食品卫生标准，防止污染物进入最终产品。
微藻可利用副产物作为培养基在室内培养，减少对耕地的依赖。收获的微藻生物质能加工成微生物食品，包括全生物质食品或从生物质及其提取物中获得的食品级成分 。不同营养模式的微藻，如异养（heterotrophy）、混合营养（mixotrophy）和光异养（photoheterotrophy），可利用副产物中的有机营养，提高资源效率。在一些技术经济分析中，副产物还能降低微藻培养成本，如用糖蜜替代葡萄糖可降低小球藻（Chlorella sp.）生物质生产成本 。不过，将副产物整合到微藻基食品生产系统存在诸多挑战，如副产物中可同化营养不足、水解处理耗能高、批次差异大、对微藻生物质特性影响不明以及主流微藻单培养对复杂副产物底物利用不佳等 。目前缺乏针对这些挑战的有效策略，尤其是兼顾物种特异性代谢需求和综合考虑技术、经济、环境及食品相关因素的策略。本文以具有商业价值的原壳小球藻（Auxenochlorella protothecoides）为例，阐述选择合适副产物和水解处理方法，以及提出副产物混合和共培养等创新策略。
原壳小球藻（Auxenochlorella protothecoides）发展为微生物食品的历程
1892 年，原壳小球藻从银白杨（Populus alba）树液中首次分离出来，目前已被美国和欧盟批准可用于人类食用。它作为食物来源具有重要商业价值，能根据碳氮比积累蛋白质或脂质，已被开发成富含油脂 / 蛋白质的面粉和烹饪油。与其他异养小球藻不同，原壳小球藻在接触葡萄糖后会完全褪去绿色。
策略 1：选择富含可同化营养的副产物以满足微生物代谢需求
为高效生产微藻基食品，所选副产物应富含可同化营养，促进微藻生长和提高产品产量。可同化营养主要包括糖类，其次是氮和磷。由于不同微藻对各类营养的代谢需求具有物种特异性，不存在通用的 “万能” 副产物。因此，需研究不同副产物的成分差异。
结论
将食品安全的副产物升级转化为微生物食品原料，有助于提高食品韧性，实现环境和经济效益。尽管存在挑战，但通过采用针对性策略，如根据物种特异性代谢需求选择副产物和进行水解处理，确保营养高效回收等，可克服这些障碍，为实现净零废弃物和可持续发展目标提供支持。
