微藻里的“液态金”，藻油EPA的前世今生

文章来源：小藻科技

EPA是一种ω-3系列的不饱和脂肪酸，具有降血脂和预防心血管疾病的重要益处，被称为“心血管病救星”。大量研究显示,血液中EPA水平越高,患者心血管问题和心血管死亡的风险越低。EPA主要来源于深海鱼油，但随着鱼类资源日益紧缺，藻类成为EPA生产的重要替代来源。

心血管疾病被称为人类健康第一杀手，我国现有心血管疾病人群近3亿，血脂异常的患病率高达40%。而在美国，每3个死亡病例就有1个死于心血管疾病。来源于深海鱼油的ω-3不饱和脂肪酸已被证明对心血管疾病具有很好的预防和改善效果。这主要包括二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）。大量研究显示EPA具有抗炎和抗氧化活性，可以调节血压、血脂和血糖；对动脉粥样硬化斑块因子、体重管理，甚至对心理健康亦有改善作用。

图1.服用EPA和DHA+EPA降血脂药物的四期临床结果对比。REDUCE- IT临床实验结果表明摄入EPA药物能降低心血管不良事件发生率（MACE）25%，心脏病致死率20%，心肌梗塞发生概率31%。而从VITAL和STRENGTH的两个临床实验结果表明摄入DHA+EPA并没有改善心血管不良事件的发生

1. 小藻科技：从深海鱼油到天然“藻油EPA”

传统的ω-3不饱和脂肪酸生产来源于深海鱼油，但鱼类自身合成能力很有限，主要靠捕食单细胞藻类和浮游植物富集。由于人们生活水平的提高和深海鱼的过度捕捞，以及重金属和有机物造成的海洋污染，不饱和脂肪酸的市场供需差额越来越大，单纯地靠从鱼类食物中摄取已不能满足需要。同时鱼油因为需要通过长距离运输，在供应链端很容易出现氧化酸败的情况，从而在味道、气味和稳定性等方面也存在问题。

微藻是地球上最古老的光合生物，可以依靠太阳光，水和二氧化碳生长，其生长速度快，可以利用盐碱地等非耕地资源，是一种高效的“负碳”的生产者。其中拟微球藻（Nannochloropsis gaditana）属于单胞藻科拟微球藻属，藻体微小，通常为绿色或黄绿色，含有丰富的蛋白质，天然EPA，类胡萝卜素，多糖，纤维，植物甾醇，黄酮等营养成分。2021年4月拟微球藻获批新食品原料，成为藻类来源的新食品原料家族新成员。藻类来源的EPA也因此得以合法进入中国市场。

小藻科技（安吉）有限公司（以下简称“小藻科技”）成立于 2016 年，以拟微球藻作为单细胞微藻的底盘细胞工厂，长期从事藻细胞的筛选和优化，围绕其固碳能力提升与培养条件适应（可户外四季立体养殖）。是全球首家，以商业模式生产富含EPA藻油的企业。

在生产落地方面，2018 年小藻科技在广西防城港建立了中试室外养殖基地；2021年已建成二期养殖基地，占地面积 1200 亩，已投产 880 亩，是目前全球最大的自养藻类生产基地，实现水自循环利用系统。同时，小藻科技持续在下游产物高效，有序，精细化分离等方面投入技术创新和迭代，并建成自主研发的藻类产物高效精细化分离产线。除了藻油EPA之外，公司还布局有微藻蛋白/肽类、纤维，胞外外泌体、多糖提取物、类胡萝卜素一族等多个产品管线，共涉及食品，营养补充剂，医药，美妆个护，动物营养等多个板块。

藻油EPA的优势

01 藻油EPA只含EPA，不含DHA，更适合心血管方面的探索。

单独的EPA对三高、情绪管理、抗炎症等方面有卓越的能力，与DHA混用反而会造成低密度脂蛋白的升高，从而影响EPA的效果。拟微球藻油只含EPA，不含DHA。

02 藻油EPA在味道，生物利用率，安全性，重金属含量，品质方面均具有显著优势。

随着高纯度EPA制剂在美国、欧盟获准上市，并且拟微球藻也在国内获批新食品原料，藻类来源的EPA将被更广泛地应用在医药、保健品、食品等更多领域， 是EPA市场发展的新方向。

2. EPA在藻油的多种存在形式

EPA主要以游离脂肪酸、甘油三酯、磷脂(如溶血磷脂酰胆碱)、糖脂(如二酰基甘油三甲基高丝氨酸)等形式存在。这些形式的EPA在人体吸收、运输及生物活性方面差异显著,如溶血磷脂酰胆碱EPA和二酰基甘油三甲基高丝氨酸EPA对预防动脉粥样硬化具有重要作用。

图2.油脂的种类

• 甘油磷脂

甘油磷脂是由甘油、磷酸和脂肪酸组成，在吸收，利用和生物功效等方面具有更大的潜力。甘油磷脂通常包含磷脂酸、磷脂酰胆碱 (PC)、磷脂酰乙醇胺 (PE)、磷脂酰丝氨酸 (PS)、磷脂酰甘油（心磷脂）、磷脂酰肌醇 (PI)、溶血磷脂（失去一或两个脂肪的磷脂酸）和缩醛磷脂。

图3.甘油磷脂的种类

美国的Papasani V. Subbaiah研究发现，游离脂肪酸形式的EPA难以穿过血脑屏障，因此其对于脑功能的作用没有明确的证据。而以溶血磷脂酰胆碱形式存在的EPA(LPC-EPA)则能够有效的穿过血脑屏障。服用LPC-EPA的小鼠脑内的EPA的浓度达到服用前的100倍以上，并且能够转化为DHA进而提高脑内DHA的含量2倍以上而服用游离脂肪酸的EPA则没有明显效果。这表明以极性脂，尤其是溶血磷脂胆碱形式存在的EPA,对于大脑认知的提升，神经退行性疾病如阿尔茨海默等疾病的防治具有巨大的潜力。

图4.服用游离脂肪酸EPA和LPC-EPA后脑内EPA和DHA的浓度（左）以及其可能存在的机制（右）

• 二酰基甘油三甲基高丝氨酸（DGTS）

在微藻内，除了上述极性脂外，还存在二酰基甘油三甲基高丝氨酸（DGTS）。DGTS属于甜菜碱脂，是藻类特有的成分，在种子植物、开花植物和动物中不存在。低磷或低温环境可以诱导微拟球藻积累更多的DGTS。DGTS的分子结构与PC类似，其在脂质合成代谢中的功能与PC非常接近。相比于PC，DGTS的醚键更加稳定。与EPA不同的是，DGTS本身对于血液中的胆固醇控制有着独特的作用。

图5.DGTS与PC的结构

EPA-LDGTS通过增加PON1活性，降低LDL氧化而产生效果, 用ox-LDL(氧化低密度脂蛋白)培养细胞会导致巨噬细胞中脂质沉积和泡沫细胞形成，而泡沫细胞的形成是动脉粥样硬化的标志之一。PON1能够通过内吞作用被巨噬细胞特异性摄取，从而帮助巨噬细胞抗氧化并防止泡沫细胞的形成。

图6.(A)巨噬细胞脂质累积的油红染色图片，(B)ox-LDL增加巨噬细胞脂质累积以及添加EPA-LDGTS和PON1降低巨噬细胞脂质累积

EPA-LDGTS能够增强PON1活性、防止低密度脂蛋白LDL氧化，控制总胆固醇，改善高密度胆固醇HDL质量、保护巨噬细胞和防止泡沫细胞形成来降低动脉粥样硬化风险的潜力，从而潜在地降低CVD的风险。

3. 小藻科技的天然藻油EPA和精炼藻油EPA系列产品参数与效果

通过定向进化与高通量测序数据库的沉淀，小藻科技已成功优选出EPA含量高的独特藻种。优选的藻种EPA的总量达到了野生藻种的3倍以上，其中以二酰基甘油三甲基高丝氨酸（DGTS/LDGTS）型的EPA为主，更是达到了野生藻种的6倍以上。

图7.小藻科技选取的优异藻种的藻油与野生藻种对比

目前，小藻科技基于EPA产品主要有：拟微球藻粉、EPA天然微藻油、EPA精炼rTG油，EPA微藻油胶囊、EPA微藻油粉等。

图8.小藻科技藻油EPA系列

近年来各行各业对微藻的关注度逐渐增强，使得其市场规模已达百亿级。根据 Credence Research机构数据，2018年全球藻类产品市场价值339亿美元，预计到2027年将达到565亿美元，从2019年到2027年的复合年增长率为6.0%。

EPA作为一种重要的营养素,其在改善心血管健康及整体健康方面作用日益引人注目。藻油EPA为EPA的可持续生产与应用提供新的思路,小藻科技也将其推向更广阔的市场与领域。相信,这一新原料的诞生将为人类健康事业作出重要贡献。

参考文献：

1.Traversier M, Gaslondes T, Milesi S, et al. Polar lipids in cosmetics: Recent trends in extraction, separation, analysis and main applications[J]. Phytochemistry Reviews, 2018, 17: 1179-1210.

2.Yalagala P C R, Sugasini D, Dasarathi S, et al. Dietary lysophosphatidylcholine-EPA enriches both EPA and DHA in the brain: Potential treatment for depression [S][J]. Journal of Lipid Research, 2019, 60(3): 566-578.

3. Dahli L, Atrahimovich D, Vaya J, et al. Lyso‐DGTS lipid isolated from microalgae enhances PON1 activities in vitro and in vivo, increases PON1 penetration into macrophages and decreases cellular lipid accumulation[J]. BioFactors, 2018, 44(3): 299-310.

4. Khattib A, Atrahimovich D, Dahli L, et al. Lyso‐diacylglyceryltrimethylhomoserine (lyso‐DGTS) isolated from Nannochloropsis microalgae improves high‐density lipoprotein (HDL) functions[J]. BioFactors, 2020, 46(1): 146-157.