综述：藻类油脂作为必需ω-3脂肪酸可持续来源的研究进展

（编辑推荐）本综述系统探讨了藻类油脂替代鱼油生产ω-3脂肪酸（DHA/EPA）的可持续价值。通过基因工程、水热液化（HTL）等生物技术优化培养，结合超声辅助提取等绿色工艺，微藻展现出高纯度、无胆固醇、可规模化生产优势，在功能性食品、水产饲料等领域具有应用潜力，为缓解过度捕捞和环境污染提供创新解决方案。

Abstract

Omega-3多不饱和脂肪酸（LC-PUFAs）对人类神经系统发育至关重要，其中DHA占大脑灰质脂肪酸总量的20-25%，视网膜感光细胞中占比高达60%。传统鱼油来源面临过度捕捞、重金属污染等问题，而藻类油脂通过光合作用固定CO₂，在封闭式光生物反应器中可实现年产量提升7倍的规模化生产。

Introduction

微藻作为"超级食物"可合成β-胡萝卜素、虾青素等功能性成分。通过调控氮含量等培养参数，藻株如裂殖壶菌（Schizochytrium）能高效积累DHA（含22个碳原子和6个双键）。相比鱼油，藻油无腥味、不含胆固醇，且通过酶法提取可降低60%能耗。

Methods of algal oil extraction

创新提取技术中：

1. 超声辅助法通过空化效应破壁，保留90%以上EPA活性
2. 水热液化（HTL）在280°C下将湿藻直接转化为生物原油
3. 离子液体萃取对DHA选择性达85%

Omega-3 fatty acids from algae and its benefits

临床研究表明藻源DHA可改善：

• 阿尔茨海默症患者的认知功能（提升MMSE评分2.3分）
• ADHD儿童注意力持续时间（延长17分钟）
• 心血管疾病患者的甘油三酯水平（降低19%）

Omega-3 in various algal species

优势菌株比较：

• 三角褐指藻（Phaeodactylum tricornutum）：EPA含量占脂肪酸38%
• 隐甲藻（Crypthecodinium）：DHA产量达50g/L培养液
• 微拟球藻（Nannochloropsis）：适合开放池培养

Prospects and innovations

合成生物学技术使藻类：

• 过表达Δ4去饱和酶基因，DHA产量提升3倍
• 采用CRISPR-Cas9敲除竞争代谢通路基因
• 与污水处理耦合实现负碳生产

Conclusion

当前挑战包括：

1. 大规模培养的氮泄漏风险（需密封式系统）
2. 基因改造藻株的监管空白
3. 提取成本较鱼油高22%（需优化HTL工艺）

未来可通过构建"藻类工厂"模式，整合CO₂捕集与可再生能源供电，实现每吨藻油减排CO₂ 2.4吨的环境效益。