随着人们健康意识的增加，海藻系列产品已日益受到健康行业的重视和利用。Transparency报告显示，2015年全球藻类市场市值超过6亿美元，预计到2024年将超过11亿美元。其中，微藻（螺旋藻、小球藻、盐藻和红球藻）占据着主要市场，螺旋藻和小球藻因其独特的蛋白、面粉替代物功能被研究的相对比较透彻，广泛用于食品和保健品行业。总的来说，微藻来源功能原料部分实现规模化生产，如Omega-3和海藻酸盐。但是，大多数微藻来源的功能原料还存在发展障碍如类胡萝卜素。

       DHA

       Omega-3是一种必需的营养元素，目前主要的来源包括鱼油和磷虾油。随着全球市场对Omega-3膳食补充剂产品需求的增加，人们开始寻找新型可持续替代来源的Omega-3如海藻。以微藻为例，硅藻和鞭毛虫海藻分别含有丰富的EPA和DHA。海藻来源的多不饱和脂肪酸初期主要集中在DHA上面，使用的海藻主要为发酵裂壶藻和异养寇氏隐甲藻，其他富含DHA的海藻还包括破囊壶菌属和吾肯氏壶菌属。

       帝斯曼开发的商业化可食用DHA就是从上述几种海藻中提取的，其生产的DHASCO产品来源于寇氏隐甲藻，其中DHA含量超40%，并且安全性和生物利用度表现出良好的性能，目前已经应用在婴幼儿配方奶粉、婴儿食品、膳食补充剂和制药领域。此外，帝斯曼还成功地从裂壶藻中提取出海藻油，其中DHA和EPA的比率为2:1。

       EPA

       EPA含量丰富的微藻包括三角褐指藻、微拟球藻和单胞藻，三角褐指藻是一种天然含30-40%EPA的硅藻，其在工业化规模生产方面很有市场发展潜力。微拟球藻中EPA含量很高，尽管其发展主要依赖于外在的生长环境。依赖光营养栽培的单胞藻在生产高含量EPA方面已经基本实现，但其以商业化规模生产还存在部分问题，如拟球微藻来源EPA大规模生产的主要障碍是稳定性问题。

       海藻酸

       作为一种阴离子多糖，海藻酸是褐藻中主要成分，约占其干质量的40%。商业化海藻酸通常是从海带（Laminariasp）、巨藻和泡叶藻中提取的。海藻酸通常作为一种增稠剂或胶凝剂用于食品、饮料、化妆品和制药（包括盖胃平）领域。早期研究表明，海藻酸或可增加金属螯合，降低胆固醇吸收，调节肠道菌群组成部分和产生短链脂肪酸的作用。同时，海藻酸还具有增加饱腹感的效果，所以可应用在具有减肥功效的膳食补充剂产品配方中。

       近日，一项体外试验显示，磷酸化海藻酸分子具有降低氧化应激的作用。细胞研究还发现，该分子有助于增加人类软骨细胞的抗炎症属性，下调基因表达和促炎症细胞因子在吞噬细胞中的合成。随着海藻酸分子硫酸化的程度越高，其发挥效果的作用就越强。研究结果显示，硫酸化海藻酸或可有助于缓解骨关节炎的症状。

       虾青素

       虾青素是一种类胡萝卜素，属于萜烯类不饱和化合物。虾青素的来源分为人工合成和天然两种，天然来源的主要提取自微藻如雨生红球藻，虾青素占其干质量总量的1.5-3%，同时小球藻中也含有这种物质。雨生红球藻是一种淡水单细胞绿藻，在适宜环境下以游动的绿色营养细胞形态存在，在不利环境下以不动的厚壁孢子形态存在，并因大量虾青素的积累而呈现出红色。

       虾青素可应用在多种产品之中，如保健品、化妆品、食品和饲料养殖领域，发挥多种潜在的健康功效，包括抗炎症、抗溃疡、免疫调节、心血管保护、光保护和化学保护。同时，虾青素还可穿过哺乳动物的血脑屏障，因此其在治疗神经性疾病如阿尔茨海默症方面具有潜在作用。目前关于虾青素健康效果的试验多为体外和动物研究，其在人类临床数据方面还比较欠缺。

       相比之下，合成虾青素的抗氧化性能要低于天然海藻来源，这可能是因为海藻来源的虾青素酯化形式达95%，而合成虾青素不含该形式的成分。雨生红球藻因其培养简单、成本低、虾青素含量高等优势，目前是天然虾青素高产领域的研究热点。但是，天然虾青素实现规模化生产还存在些许障碍，如低细胞密度和生产力；低效率和无效成本培养；干燥提取技术和污染物残留等。

       叶黄素

       叶黄素属于类胡萝卜素家族一员，其特有的黄色 色素可用于食品、药物、化妆品和动物组织染色。叶黄素是视网膜黄斑色素中的主要成分，人体自身不能合成叶黄素，但可通过摄入膳食补充剂补充。叶黄素在眼部健康方面具有重要的作用，尤其在预防和减缓老年性黄斑变性（ADM）疾病上，同时还可降低患白内障的风险。韩国早先的一项研究也已经证明，小球藻补充剂可增加血清中叶黄素的含量。此外，叶黄素具有的清除自由基性能或可为其提供心血管健康和化学保护效果。

       微藻来源叶黄素还未实现生产规模化，最有应用潜力的有小球藻、Scenedesmus sp和Muriellopsis sp。如果经济成本问题得以解决，异养种植的小球藻会集聚产生大量的叶黄素。相比万寿菊提取的叶黄素，微藻具有高的生长率，不需要土地资源，需要少量的水资源，同时海藻生物质可实现全年收获。目前，微藻来源的叶黄素还存在部分问题，如微藻叶黄素的含量较低；收获成本较高；细胞分裂对能量的需求高；提取的工艺过程等。

       玉米黄质

       和叶黄素类似，玉米黄质也是类胡萝卜素家族的一员，二者在保健产品中的应用功效基本一致。玉米黄质也是存在于视网膜黄斑色素区域，其具有光保护效果，同时也可预防AMD和白内障。目前，具有市场化微藻来源的玉米黄质包括Dunaliella sp，铜绿微囊藻和微拟球藻。Dunaliella海藻目前是藻类玉米黄质的主要来源，其在高盐的环境下可积累类胡萝卜素。同时，该类海藻没有细胞壁，有助于玉米黄质的提取。海藻中提取玉米黄质还未实现商业化，但最近的研究显示，甲磺酸乙酯的化学诱变作用可将D.tertiolecta 来源的玉米黄质产量提高10-15%。尽管培养和提取技术不断在改进，但实现海藻来源叶黄素和玉米黄质规模化生产还有很长的路要走。

       总的来说，微藻来源营养成分在规模化市场发展方面还存在实际的应用障碍。最近的研究显示，优化生产参数可提高海藻的产量，生产参数不仅和海藻本身属种有关，还和其浓度、培养温度和培养模式有关。同时，优化生产环境也可改变海藻菌株中DHA和EPA的比率。