藻類生產(chǎn)者選擇特定的藻類菌株在藻類生物量中生長有價值的化合物。藻類生物量主要包括用于生產(chǎn)生物燃料的脂類，用于食品、飼料和營養(yǎng)食品的蛋白質(zhì)，以及可以制成一系列產(chǎn)品的淀粉和碳水化合物。
脂質(zhì)是一種長碳鏈分子，為植物儲存能量，并作為細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)成分。脂類是使植物更有浮力的油脂，這樣植物就能沿著水柱向上移動，獲得太陽能。有些藻類的脂質(zhì)產(chǎn)量自然非常高，例如干重的80%，但它們生長非常緩慢。其他物種生長非常快，自然儲存約20%的脂質(zhì)，但當(dāng)受到營養(yǎng)限制時，儲存約40%的脂質(zhì)。
蛋白質(zhì)是由氨基酸組成的大型有機(jī)化合物，排列成由肽鍵連接的線性鏈。植物的遺傳密碼決定了氨基酸的序列，但營養(yǎng)的限制可能會導(dǎo)致氨基酸產(chǎn)量的變化。大多數(shù)蛋白質(zhì)是催化生化反應(yīng)和植物代謝的酶。其他蛋白質(zhì)在植物中維持細(xì)胞形狀并提供信號功能。
藻類利用光合作用和太陽能從二氧化碳中產(chǎn)生葡萄糖。葡萄糖主要以淀粉顆粒的形式儲存在葉綠體和淀粉體等質(zhì)體中。藻類可以制造水溶性葡萄糖、植物糖，但它消耗相當(dāng)大的空間。藻類適應(yīng)了以淀粉的形式制造葡萄糖的能力，淀粉是一種復(fù)雜的碳水化合物，不溶于水，不易儲存。淀粉是人類飲食中最重要的碳水化合物，藻類碳水化合物可以代替玉米、小麥、土豆或大米等糧食面粉。淀粉也可以發(fā)酵成各種各樣的酒精或生物燃料。
基于水生物種計(jì)劃和其他藻類生產(chǎn)研究經(jīng)驗(yàn)的前進(jìn)道路表明，用于生物燃料生產(chǎn)的健壯的藻類物種需要以下特性:
1、產(chǎn)生高和恒定的脂質(zhì)含量。
2、藻類的持續(xù)生長需要克服藻類培養(yǎng)所普遍存在的穩(wěn)定性問題。
3、具有較高的光合效率。
4、隨季節(jié)氣候差異和每日氣溫變化而生長。
5、附著在容器側(cè)面或底部造成的污染極小。
6、容易獲取和提取脂質(zhì)與柔軟或靈活的細(xì)胞壁。
藻類種植者可以從德克薩斯大學(xué)(University of Texas)、多倫多大學(xué)(University of Toronto)、加州大學(xué)伯克利分校(ucla Berkeley)、哥本哈根大學(xué)(University of Copenhagen)、蘇格蘭海洋研究所(Scottish Marine institute)、中國科學(xué)院(Chinese Academy of Sciences)、布拉格大學(xué)(University of Prague)和世界文化收藏聯(lián)合會(World Federation of culture collections)的養(yǎng)殖藏品中選擇和購買藻類品種。大部分藏品提供文化銷售、構(gòu)圖和圖片。史密森國家自然歷史博物館的藻類畫廊包含了大量關(guān)于藻類的信息和藻類地點(diǎn)的鏈接。
物種間的組成變化很大。一些藻類含有80%的脂質(zhì)，而另一些則產(chǎn)生60%的蛋白質(zhì)，還有一些是92%的碳水化合物。物種選擇不僅對所需的成分至關(guān)重要，而且對許多結(jié)構(gòu)和生長變量也至關(guān)重要，這些變量在不同的物種和菌株之間存在很大差異。
當(dāng)藻類營養(yǎng)有限時，如氮、磷或硫，它們會減少必需的多不飽和脂肪酸的產(chǎn)量，并可能產(chǎn)生較低質(zhì)量的蛋白質(zhì)和較少的氨基酸。營養(yǎng)剝奪可能導(dǎo)致藻類增加脂質(zhì)生產(chǎn)，但通常會減緩或停止繁殖和生長。生物工程師正在研究在不剝奪營養(yǎng)的情況下增加脂質(zhì)的藻類。一些研究實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)創(chuàng)造了轉(zhuǎn)基因藻類菌株，可以在不收獲的情況下分泌油脂，從而實(shí)現(xiàn)持續(xù)生產(chǎn)。避免收獲和采油，消除了巨大的時間和成本因素。
藻類品種提供了幾乎無限的特征組合。通過對自然發(fā)生的有機(jī)體、生物工程和雜交的選擇篩選，特殊屬性正在增強(qiáng)。像dr。Milton Sommerfeld和Jerry Brand花了幾十年的時間在濕地、湖泊和沙漠中尋找具有理想特性的天然藻類。布魯斯·里特曼(Bruce Rittmann)博士一直致力于對藻類進(jìn)行基因改造，以產(chǎn)生更多的油或其他高級化合物。許多藻類生產(chǎn)者通過交叉施肥的方式雜交藻類菌株，以最大限度地提高理想的生長特性、易于收獲和提取以及理想的化合物。
每種藻類提供不同比例的脂質(zhì)、淀粉和蛋白質(zhì)，表1。有些藻類蛋白質(zhì)含量高，有些藻類主要是淀粉或脂質(zhì)。養(yǎng)殖方式的變化可能會極大地改變藻類的生物量組成。
亞油酸，一種Omega-6不飽和脂肪酸，用于肥皂、乳化劑、快干油和各種美容輔助劑。保持水分的特性是寶貴的皮膚補(bǔ)救措施，用于光滑和保濕，作為消炎和減少痤瘡。
花生四烯酸，一種也存在于花生油中的-6脂肪酸。該產(chǎn)品緩和炎癥，并在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的運(yùn)作中起重要作用。
二十碳五烯酸，一種omega-3脂肪酸，和來自藻類的魚油有同樣的好處。研究表明，EPA可以改善大腦活動，減少抑郁和適度的自殺行為。
十二碳六烯酸是一種omega-3脂肪酸，通常存在于魚油中，是大腦和視網(wǎng)膜中含量最豐富的脂肪酸。DHA缺乏與認(rèn)知能力下降和神經(jīng)細(xì)胞死亡增加有關(guān)。嚴(yán)重抑郁癥患者的大腦皮層中DHA消耗殆盡。
亞麻酸，一種在植物油中發(fā)現(xiàn)的-6脂肪酸，最初是從月見草中提取出來的。它作為一種膳食補(bǔ)充劑出售，用于治療炎癥和自身免疫疾病。對其抑制腫瘤生長和轉(zhuǎn)移的治療價值的研究正在進(jìn)行。
藻類成分普遍存在于食品配料中。一個使用普通奶制品的普通家庭可能會發(fā)現(xiàn)，他們食品購物車中70%的物品都含有藻類成分?？ɡz構(gòu)成了幾種紅褐藻類的細(xì)胞壁，是線性多糖的一個家族。角叉菜膠細(xì)胞壁材料是一種膠體，用作穩(wěn)定劑或乳化劑，通常存在于乳制品和烘焙產(chǎn)品中。
瓊脂。這種物質(zhì)是一種多糖，幾乎可以固化任何液體。瓊脂是一種膠體劑，用于增稠、懸浮和穩(wěn)定。然而，它最著名的是它在低溫下形成熱可逆凝膠的獨(dú)特能力。瓊脂從17世紀(jì)開始在中國使用，目前在日本、韓國、澳大利亞、新西蘭和摩洛哥生產(chǎn)。
今天，瓊脂作為一種凝膠狀的介質(zhì)，在科學(xué)和醫(yī)學(xué)研究中為全世界的科學(xué)家提供幫助。瓊脂廣泛用于制藥工業(yè)作為瀉藥或作為藥物產(chǎn)品的惰性載體，其中藥物緩釋是必需的。細(xì)菌學(xué)和真菌學(xué)用瓊脂作為生長介質(zhì)中的硬化劑。
瓊脂也用作乳劑的穩(wěn)定劑和化妝品皮膚制劑、軟膏和洗液的組成部分。它用于照相膠片、鞋油、牙印模、剃須皂、洗手液和制革工業(yè)。在食品中，瓊脂被用作明膠的替代品，在面包和糕點(diǎn)中用作抗干劑，也用于膠凝和增稠。瓊脂用于加工奶酪、蛋黃醬、布丁、奶油、果凍和冷凍乳制品的制造。
紫菜(Nori)在日語中是藻類的意思，在世界各地都很受歡迎，但在亞洲尤其受歡迎。在亞洲，紫菜有各種各樣的名字，如海帶(kombu)、裙帶菜(wakame)、海帶(hai dai)、海帶(laminaria)和limu。蘇格蘭廚師稱其為dulse，愛爾蘭人稱其產(chǎn)品為dillisk。天食是指那些由紫菜制成的食物，因?yàn)樗斜匦璧陌被幔S生素和礦物質(zhì)。在韓國，紫菜被稱為金或香料。它提供不含糖和脂肪的健康食品，而這些與西方飲食有關(guān)。
由于其新鮮的味道和營養(yǎng)價值，自史前以來，內(nèi)陸淡水藻類的野生種群就被收集和食用。念珠是最常見的一種，它由長長的串珠鏈組成，并形成凝膠狀的細(xì)絲聚集。單個的細(xì)絲是微觀的，但聚集出現(xiàn)各種大小的球狀物，看起來類似葡萄。
螺旋藻的細(xì)絲并不形成橢圓形的球狀體，而是經(jīng)常聚集成漂浮的團(tuán)塊，這些團(tuán)塊被風(fēng)吹向岸邊。其他種類的藻類在快速移動的水中以自由漂浮的團(tuán)絲或細(xì)絲的形式附著在巖石上。螺旋藻，粉狀，是大多數(shù)傳統(tǒng)食物中總蛋白質(zhì)和可用蛋白質(zhì)的主要來源。只有家禽和魚類的蛋白質(zhì)含量超過45%。螺旋藻可以為肉類和乳制品搭配30%到45%的蛋白質(zhì)。螺旋藻和念珠藻比其他任何蔬菜提供更多的蛋白質(zhì)。Earthrise Nutritionals在南加州擁有100英畝的農(nóng)場，每年生產(chǎn)500噸可食用螺旋藻。
藻類物種的選擇將繼續(xù)是藻類生產(chǎn)者的一個關(guān)鍵問題，因?yàn)檎_的物種選擇可以提高養(yǎng)殖、收獲、提取和所生產(chǎn)產(chǎn)品的價值。幸運(yùn)的是，藻類物種的收集提供了大量的物種信息，并以低廉的價格可靠地獲得這些物種。
摘自2008年《綠藻戰(zhàn)略:終結(jié)石油進(jìn)口和制造可持續(xù)食品和燃料》。