遠古綠藻大變身

讓人難以置信地是，綠藻存在於地球逾32億年（目前發現寒武紀的藍綠藻Cyanobacteria疊層石），直到1890年，才被荷蘭學者拜靈克（Martinus Willem Beijerinck）教授在湖泊中發現。這種浮生於水裡的微植物，被人類培養，並且展開作為超級食物的奇幻旅程；曾經是世界糧食不足的替代品、擁有完整營養素的保健品、太空人食物的來源，或是未來魚肉蛋白質的替代，而除了全素的藻油，現在又有人製作出比擬汽油的綠藻油、綠藻電池，或是可食用的包裝材質，甚至是建築用的牆面等等，五花八門，說明了這微小的綠藻，不但支撐了地球生態的演化，更是人類現在及未來最友好的水生微植物。

看不見的綠藻，真正的隱形冠軍

台灣早在1960年代開始培養綠藻，之後獲得日本技術協助，台灣成為綠藻出口大國；在全盛時期，台灣有30多間量產綠藻的培養廠商，供給全球90%的綠藻，直到2006年，全球80%的綠藻仍由台灣出口。經過一甲子的產業變化，台灣、中國、德國、日本及印度，是目前綠藻主要的生產國，根據經濟部技術處2023年5月的資料發布，台灣綠藻的出口占全球45.05%（928.56公噸），仍位居第一。據中華穀類食品工業技術研究所的發布，2021年國內綠藻產值約達7億新台幣。

目前台灣擁有五、六間綠藻量產培養廠商，其中又以「台灣綠藻公司」在1964年最早成立，其創廠初期，聘請日本德川生物研究所所所長武智芳郎博士來台協助挑選藻種，以及綠藻清淨培養技術的改進。「雖然日本學者很早就知道綠藻的營養價值，並投入綠藻培養研究多年，但礙於當地氣候寒冷，綠藻培養不易，更無法全年大量培養。他們發現台灣陽光充足、氣候適宜，再加上容易取得純淨無汙染的水，非常適合養殖綠藻。」台灣綠藻公司研發部經理宋元嬈表示，台灣綠藻公司早期所生產的綠藻都銷往日本，因為日本的綠藻市場成熟，許多人知道食用綠藻的好處。後來隨著綠藻變身成全球性的超級食物後，許多國家開始認識到台灣綠藻的品質優勢，擁有超高規格的食品安全把關，培養的環境理想且潔淨，目前已有30多個國家能看到台灣綠藻產品的蹤跡。

台灣綠藻公司創立於1964年，早期所生產的綠藻全部銷往日本。後來綠藻化身為超級食物後，現在已有超過30個國家選擇台灣綠藻公司的綠藻食品。（台灣綠藻公司提供）

小球藻（Chlorella）直徑只有2～8微米，需借助顯微鏡放大600倍以上才看得清楚綠藻細胞分裂的狀況。

綠藻被視為超級食物，其蛋白質、核酸、葉綠素、維生素B12含量居植物界之冠。（台灣綠藻公司提供）

嬌貴的水生微植物，從實驗室開始

「一開始，小球藻（Chlorella）是以一群細胞的狀態在實驗室培養皿中養殖，需要24小時照射光源，並且保持4℃的溫度。兩周後，一個細胞就會分裂成10億多個細胞。」宋元嬈說，坊間作為保健食品的綠藻，大多屬於肉眼看不見的小球藻，直徑只有2～8微米，需借助顯微鏡放大600倍以上才能看得清楚小球藻細胞樣貌與分裂狀況；如需進一步觀察細胞胞器，得需放大倍率至約1,000倍。

培植小球藻得一路置換空間，從培養皿到試管，再到小、大燒瓶，等到21天後，就需要移到外面的水池內繼續養殖。戶外的水池其實很淺，只有35～45公分高，這是為了讓所有的小球藻都能接收陽光之故，不僅如此，還需要借助機械手臂不停攪拌翻動池水，務必讓每顆細胞進行光合作用。她舉最大的水池直徑有45公尺為例，這池裡的小球藻細胞已達2,400兆個了。

宋元嬈繼續說明，八周以後的小球藻可以開始收成，透過離心分離器過濾水和雜質，再以300℃高溫烘乾成粉狀，最後製成錠。「綠藻培植的步驟到此大家都差不多，但是我們還多了品管的把關，每年定期送樣到日本食品分析中心檢驗，確保無金屬等雜質的汙染。」宋元嬈解釋，小球藻很容易吸附水中的雜質，尤其是重金屬，被人體吸收後會沉積在內臟、骨骼、神經系統等處造成嚴重影響，不得不謹慎處理。

小球藻是以一群細胞的狀態在實驗室培養皿中養殖，逐步移植到試管、小、大燒瓶，再到戶外水池，進行光合作用。收成後，透過離心分離器過濾水和雜質，再以300℃高溫烘乾成粉狀，最後製成錠。

小球藻全方位高營養價值

綠藻是水裡的植物，和陸地植物一樣行光合作用，所以擁有類似的營養素，比較特別的是綠藻細胞中的蛋白質高達60%。若是拿100克的綠藻和等量牛奶相比，蛋白質是其20倍，非常驚人。這也是為什麼在50年代，二次大戰後各地湧現嬰兒潮，而人口快速成長的結果衍生出糧食危機，當時美、英、法、俄等國家紛紛研究綠藻，並希望能成為蛋白質補充的來源。日本東京大學植物學家田宮博（Hiroshi Tamiya）教授也加入研究行列，後來他在日本德川生物研究所進行綠藻大量培殖計畫，並在1957年成立綠藻研究中心，開啟了綠藻商業化的發展樣態。

不過，綠藻的細胞壁很厚，有三層，如果貿然食用野生綠藻，並不能被人體消化和吸收。「我們取得了德國專利的綠藻細胞壁高壓破裂裝置技術，也就是讓綠藻像爆米花一樣把玉米硬殼爆破，讓人好食用消化。」宋元嬈表示，小球藻除了高蛋白營養成分以外，與同等重量的菠菜相比，其鐵質含量為80倍、葉綠素5倍、葉酸7倍，同時維生素B6也比青花菜多了22倍，營養力驚人。「綠藻含有30%的多醣體可調節免疫力，已獲國家認證。」

綠藻被製成方便服用的健康食品，外銷各國。

不容小覷的綠藻能量

台灣綠藻公司不僅投入保健食品的研發上，他們積極和學界合作，希望能在其他領域開拓綠藻的應用造福大眾。從早期和日本北里研究所梅澤巖教授等人合作研究「綠藻所含酸性多醣體Chlon A具有抗感染及抗癌活性」；1980年與中山醫學院、台灣大學醫學院合作研究「綠藻對於鼠體血清膽固醇的影響」；1992年與日本金澤醫學大學合作研究「綠藻精與綠藻粉對有機磷農藥中毒之治療、與多氯聯苯、汞、鎘解毒作用、調節免疫力作用」；2008年與台灣海洋大學食品科學系合作研發「綠藻胜肽能有效降血壓」；2018年和台北醫學大學合作研究，運動員在運動後補充綠藻可避免運動後肌肉疲勞，且降低恢復期肌肉的損傷；2019年針對馬拉松跑步運動員脫水後補充綠藻萃取物，有助於避免脫水後耐力及運動力表現降低的研究等等。

而其中，由於1998年台灣發生大規模腸病毒感染，全台多達140萬名兒童感染手足口症和咽峽炎，共有405人併發重症，78名兒童不幸死亡。那時候沒有治療腸病毒的特效藥，因此造成恐慌。台灣海洋大學食品科學系海洋中心特聘教授吳彰哲談到：「腸病毒71型沒有細胞膜，所以酒精無法發揮作用，只能用漂白水殺死病菌，但是對小朋友來說負擔很大。」他在2009年接受台灣綠藻公司委託研究，發現綠藻多醣體可以包覆腸病毒，阻止腸病毒進一步感染細胞，因而讓綠藻再次受各界矚目。

據國外研究，如果2050年能在海洋裡開發海藻養殖場，並使海藻佔人類飲食種類中的10%，能夠大幅舒緩1.1億公頃陸面耕種地的使用，是未來藻類最好的應用。

吳彰哲認為，四面環海的台灣可以發展大型海藻的養殖，未來可發展海洋碳匯，是利用台灣海洋環境最好的示範。

綠藻未來的舞台

1970年代的太空計畫蓬勃發展，美國太空總署（NASA）帶綠藻上太空做為食物以及光合作用氣體交換、處理排泄物的來源。當時美國的環境工程專家也把綠藻應用在廢水處理上，他們發現廢水處理發酵所產生的甲烷，也許是很好的再生能源，引發各界諸多研究。不過，直到2013年，美國西北太平洋國家研究室開發了新的微藻轉化方法，用熱水解液化，透過模仿石化原油的生產方式，將微藻生物質置於密閉反應器中並提供高溫高壓，僅需一小時即可產生出與原油極為類似的生質原油，把綠藻變成替代石油的想法又向前推進了一步。不僅如此，全球人口膨脹造成糧食短缺，一直是個難解的問題。澳大利亞昆士蘭大學研究團隊發現，如果2050年能在海洋裡開發海藻養殖場，並使海藻佔人類飲食種類的10%，能夠大幅舒緩1.1億公頃陸地耕種的不足。不過，海藻的蛋白質含量僅佔30%，因此，也有人認為蛋白質含量高達60%的綠藻更可以扮演舉足輕重的角色。

而目前最夯的話題就是「固碳」了。工業技術研究院正在研究利用微藻來固碳並加值化的應用技術，他們使用來自產業排放的二氧化碳進行微藻固碳，再從微藻中提煉出生質燃料及高值化的產品。也有學者提出，海草每平方公里可吸收森林2倍的固碳量，若是取用綠藻中的微藻雨生紅球藻，則有植樹固碳的21倍效果，非常值得研究。不過，利用藻類固碳技術尚未成熟，因此目前還無法將之碳匯。

吳彰哲最後提到，台灣的微型綠藻產業發展得很好，但是四面環海的台灣還是可以發展大型海藻的養殖，他舉例，農委會水試所正研擬在離岸風場建置人工藻場，並成功開發出藻苗繩與藻磚技術，所使用的海藻為常見的中國半葉馬尾藻和粉葉馬尾藻。如果推動成功，不但可以讓生態更多元並吸引更多魚類共生以彌補漁民的損失，而且可發展海洋碳匯，這是利用台灣海洋環境最好的示範。

微小的綠藻是地球最早出現的生物之一，也有人認為是陸地植物的始祖。它既是地球食物鏈的源頭，也將是解決地球問題的根基。台灣的綠藻產業迄今60年不墜，未來發展的空間無窮，值得加以珍視。

有學者提出，海草每平方公里可吸收森林2倍的固碳量，若是取用綠藻中的微藻雨生紅球藻，則有植樹固碳的21倍效果，非常值得研究。