ไมโครอัลเกหรือไมโครไฟต์เป็นสาหร่ายขนาดเล็กมาก^จนมองไม่เห็นด้วยตาเปล่าพวกมันเป็นไฟโตแพลงก์ตอนที่พบได้ทั่วไปใน ระบบ น้ำจืดและน้ำทะเลอาศัยอยู่ทั้งในมวลน้ำและตะกอน [ ^{1 ]}พวกมันเป็น สิ่งมีชีวิต เซลล์เดียวที่ดำรงอยู่ได้ทั้งแบบเดี่ยวๆ หรือเป็นโซ่หรือกลุ่ม ขึ้นอยู่กับชนิดของพวกมัน ขนาดของพวกมันอาจมีตั้งแต่ไม่กี่ไมโครเมตร (μm) ไปจนถึงหลายร้อยไมโครเมตร แตกต่างจากพืชชั้นสูง ไมโครอัลเกไม่มีราก ลำต้น หรือใบ^{[ 2 ]}พวกมันปรับตัวเป็นพิเศษให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่ถูกครอบงำด้วยแรงหนืด

ไมโครอัลเก ซึ่งสามารถสังเคราะห์แสงได้ มีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตบนโลก พวกมันผลิตออกซิเจนในบรรยากาศได้ประมาณครึ่งหนึ่ง^{[ 3 ]}และใช้ก๊าซเรือนกระจกคาร์บอนไดออกไซด์ในการเจริญเติบโตแบบสังเคราะห์แสง “การสังเคราะห์แสงในทะเลส่วนใหญ่เกิดจากไมโครอัลเก ซึ่งรวมกับไซยาโนแบคทีเรียเรียกว่าไฟโตแพลงก์ตอน ” ^{[ 4 ]}ไมโครอัลเก ร่วมกับแบคทีเรีย เป็นพื้นฐานของห่วงโซ่อาหารและให้พลังงานแก่ทุกระดับโภชนาการที่สูงกว่า มวลชีวภาพของไมโครอัลเกมักวัดด้วย ความเข้มข้น ของคลอโรฟิลล์เอและสามารถเป็นดัชนีที่มีประโยชน์ของศักยภาพในการผลิต^{[ 5 ] [ 6 ]}ไมโครอัลเกมีความคล้ายคลึงกับพืชบนบกมาก เพราะพวกมันมีคลอโรฟิลล์ ดังนั้นจึงต้องการแสงแดดในการเจริญเติบโตและดำรงชีวิต พวกมันมักพบได้ลอยอยู่ในส่วนบนของมหาสมุทร ซึ่งเป็นบริเวณที่แสงแดดส่องถึงน้ำ สาหร่ายขนาดเล็กต้องการไนเตรต ฟอสเฟต และกำมะถัน ซึ่งพวกมันจะเปลี่ยนเป็นคาร์โบไฮเดรต ไขมัน และโปรตีน^{[ 7 ]}เนื่องจากความสามารถในการเปลี่ยนรูปนี้ จึงเป็นที่ทราบกันดีว่ามีประโยชน์ต่อสุขภาพและโภชนาการ พบว่าสามารถใช้เป็นส่วนประกอบในอาหารบางชนิด รวมถึงเป็นสารกระตุ้นทางชีวภาพในผลิตภัณฑ์ทางการเกษตร^{[ 8 ]}

ความหลากหลายทางชีวภาพของสาหร่ายขนาดเล็กนั้นมีมหาศาลและเป็นทรัพยากรที่ยังไม่ได้ถูกนำมาใช้ประโยชน์อย่างเต็มที่ มีการประมาณการว่ามีประมาณ 200,000-800,000 ชนิดในสกุลต่างๆ มากมาย ซึ่งมีประมาณ 50,000 ชนิดที่ได้รับการอธิบายไว้แล้ว^{[ 9 ]}มีการระบุสารประกอบใหม่กว่า 15,000 ชนิดที่มาจากชีวมวลของสาหร่ายด้วยวิธีการทางเคมี^{[ 10 ]}ตัวอย่างเช่นแคโรทีนอยด์กรดไขมันเอนไซม์โพลิเมอร์เปปไทด์สารพิษและสเตอรอล [ ^{11 ] นอกจาก}การให้สารเมตาบอไลต์ที่มีค่าเหล่านี้แล้ว สาหร่ายขนาดเล็กยังถือเป็นวัตถุดิบที่มีศักยภาพสำหรับเชื้อเพลิงชีวภาพและยังเป็นจุลินทรีย์ที่มีแนวโน้มที่ดีในการบำบัดทางชีวภาพอีก ด้วย ^{[ 12 ]} สาหร่ายขนาดเล็กเป็นสิ่งมีชีวิตในน้ำที่มีสารประกอบออกฤทธิ์ทางชีวภาพหลายชนิด ได้แก่ แคโรทีนอยด์ เป ปไทด์ ฟีนอล และวิตามินบี₁₂พบว่าหลายชนิดมีผลดีต่อสุขภาพ ซึ่งรวมถึงการต้านมะเร็ง ลดความดันโลหิต ลดความอ้วน ต้านอนุมูลอิสระ และปกป้องระบบหัวใจและหลอดเลือด อย่างไรก็ตาม ต้องเผชิญกับความท้าทายมากมายเนื่องจากความหลากหลายของสายพันธุ์และความแปรปรวนของชีวมวลและปัจจัยการเพาะปลูก^{[ 13 ]}

สาหร่ายขนาดเล็กกลุ่มหนึ่งที่แตกต่างออกไปคือโปรโต เทกา (Prototheca) ซึ่งไม่มีคลอโรฟิลล์ สาหร่ายไร้คลอโรฟิลล์เหล่านี้จะเปลี่ยนไปเป็นปรสิตและก่อให้เกิดโรค โปรโตเท โคซิส (Protothecosis)ในมนุษย์และสัตว์

องค์ประกอบทางเคมีของไมโครอัลเกไม่ใช่ปัจจัยคงที่โดยเนื้อแท้ แต่แปรผันไปตามปัจจัยต่างๆ มากมาย ทั้งขึ้นอยู่กับชนิดและสภาวะการเพาะเลี้ยง ไมโครอัลเกบางชนิดมีความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมโดยการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางเคมีเพื่อตอบสนองต่อความแปรปรวนของสิ่งแวดล้อม ตัวอย่างที่น่าทึ่งอย่างยิ่งคือความสามารถในการแทนที่ฟอสโฟลิปิดด้วยลิปิดเยื่อหุ้มเซลล์ที่ไม่ใช่ฟอสฟอรัสในสภาพแวดล้อมที่ขาดฟอสฟอรัส^{[ 14 ]}เป็นไปได้ที่จะสะสมผลิตภัณฑ์ที่ต้องการในไมโครอัลเกในปริมาณมากโดยการเปลี่ยนแปลงปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม เช่น อุณหภูมิ แสงสว่าง ค่า pH ปริมาณ CO2 _{เกลือ}และสารอาหาร

ไมโครไฟต์ยังผลิตสัญญาณเคมีซึ่งมีส่วนช่วยในการเลือกเหยื่อ การป้องกัน และการหลีกเลี่ยง สัญญาณเคมีเหล่านี้ส่งผลต่อโครงสร้างห่วงโซ่อาหารขนาดใหญ่ เช่นการแพร่กระจายของสาหร่ายแต่แพร่กระจายโดยการแพร่แบบธรรมดาและการไหลแบบราบเรียบ^{[ 15 ] [ 16 ]}สาหร่ายขนาดเล็ก เช่น ไมโครไฟต์ เป็นอาหารพื้นฐานสำหรับสัตว์น้ำหลายชนิด โดยเฉพาะหอยสองฝาที่กรองอาหาร

สาหร่ายขนาดเล็กส่วนใหญ่กินไม่ได้ ดังนั้นการใช้งานส่วนใหญ่จึงไม่เกี่ยวข้องกับอาหารหรือพลังงาน แต่จะถูกนำไปใช้ในปุ๋ยชีวภาพ เครื่องสำอาง และยาต่างๆ^{[ 17 ]}สาหร่ายขนาดเล็กถือเป็นปุ๋ยชีวภาพที่มีคุณค่า เนื่องจากช่วยปรับปรุงทั้งการเจริญเติบโตของพืชและการบำรุงดิน พวกมันเป็นที่รู้จักกันดีว่าเป็นทางเลือกที่ยั่งยืนกว่าเมื่อเทียบกับสารเคมีทางการเกษตร เนื่องจากความสามารถในการลดการใช้ปุ๋ยสังเคราะห์ ปรับปรุงความอุดมสมบูรณ์ของดิน และเพิ่มประสิทธิภาพของสารอาหาร^{[ 18 ]}การใช้สาหร่ายขนาดเล็กในผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางก็กำลังแพร่หลายมากขึ้นเช่นกัน เนื่องจากประโยชน์บางประการที่เกิดจากสารประกอบของสาหร่ายขนาดเล็ก ได้แก่ การต่อต้านริ้วรอย การทำให้ผิวสว่างใส และการป้องกันรังสียูวี สาหร่ายสามารถพบได้ในผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางหลายชนิดที่ผู้คนใช้ในชีวิตประจำวัน สารประกอบเหล่านี้ใช้ในสารต้านอนุมูลอิสระ สารให้ความชุ่มชื้น สารที่ทำให้ผิวไวต่อแสง ครีมกันแดด สารเพิ่มความหนืด ฯลฯ^{[ 19 ]}มีการใช้งานสาหร่ายขนาดเล็กที่หลากหลายในโลกของเภสัชกรรม พวกมันผลิตสารประกอบชีวภาพที่มีคุณสมบัติในการรักษาและทำหน้าที่เป็นระบบนำส่งยา เวสิเคิลนอกเซลล์ซึ่งได้มาจากไมโครอัลเกสามารถใช้สำหรับการนำส่งยาได้ พวกมันสามารถข้ามสิ่งกีดขวางทางชีวภาพ ห่อหุ้มโปรตีน กรดนิวคลีอิก และโมเลกุลขนาดเล็กได้^{[ 20 ]}

จุลินทรีย์สังเคราะห์แสงและสังเคราะห์เคมีสามารถสร้างความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกันกับสิ่งมีชีวิตเจ้าบ้านได้ พวกมันให้วิตามินและกรดไขมันไม่อิ่มตัวเชิงซ้อน ซึ่งจำเป็นต่อการเจริญเติบโตของหอยสองฝาที่ไม่สามารถสังเคราะห์เองได้^{[ 21 ]}สาหร่ายขนาดเล็กยังเป็นแหล่งที่อุดมไปด้วยสารประกอบออกฤทธิ์ทางชีวภาพและสารอาหาร พวกมันถือว่ามีคุณค่าในการใช้งานด้านสิ่งแวดล้อม อาหาร และยา เนื่องจากมีไขมัน โปรตีน และวิตามินอยู่ภายใน^{[ 22 ]}นอกจากนี้ เนื่องจากเซลล์เจริญเติบโตในสารละลายแขวนลอยในน้ำ พวกมันจึงสามารถเข้าถึงน้ำ CO2 และสารอาหารอื่นๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ_มากขึ้น

สาหร่ายขนาดเล็กมีบทบาทสำคัญในวัฏจักรสารอาหาร การตรึงคาร์บอน อนินทรีย์ให้กลาย เป็นโมเลกุลอินทรีย์ และการสร้างออกซิเจนในระบบนิเวศทาง ทะเล

แม้ว่าน้ำมันปลาจะโด่งดังในเรื่อง ปริมาณ กรดไขมันโอเมก้า 3แต่ความจริงแล้วปลาไม่ได้ผลิตโอเมก้า 3 เอง แต่สะสมโอเมก้า 3 โดยการบริโภคสาหร่ายขนาดเล็ก ซึ่งกรดไขมันโอเมก้า 3 เหล่านี้สามารถได้รับจากอาหารของมนุษย์โดยตรงจากสาหร่ายขนาดเล็กที่ผลิตมันขึ้นมา

ไมโครอัลเกสามารถสะสมโปรตีนได้ในปริมาณมาก ขึ้นอยู่กับชนิดและสภาวะการเพาะเลี้ยง เนื่องจากความสามารถในการเจริญเติบโตบนพื้นที่ที่ไม่สามารถทำการเกษตรได้ ไมโครอัลเกจึงอาจเป็นแหล่งโปรตีนทางเลือกสำหรับการบริโภคของมนุษย์หรืออาหารสัตว์^{[ 23 ]}โปรตีนจากไมโครอัลเกยังได้รับการศึกษาในฐานะสารเพิ่มความข้น^{[ 24 ]}หรือ สาร ทำให้คงตัวของอิมัลชันและโฟม^{[ 25 ]}ในอุตสาหกรรมอาหารเพื่อทดแทนโปรตีนจากสัตว์

สาหร่ายขนาดเล็กบางชนิดสะสมโครโมฟอร์เช่นคลอโรฟิลล์แคโรทีนอยด์ ไฟ โคบิ ลิโปรตีนหรือโพลีฟีนอล ซึ่งสามารถสกัดและนำมาใช้เป็นสารให้สีได้^{[ 26 ] [ 27 ]}

การเพาะเลี้ยงสาหร่ายขนาดเล็กสามารถเกิดขึ้นได้ทั้งในระบบปิดและบ่อเปิด บ่อเปิดมักถูกมองว่าเป็นทางเลือกที่คุ้มค่ากว่าสำหรับการผลิตในเชิงพาณิชย์^{[ 28 ]}มีการผลิตสาหร่ายขนาดเล็กหลากหลายสายพันธุ์ในโรงเพาะฟักและนำไปใช้ในหลากหลายวิธีเพื่อวัตถุประสงค์ทางการค้า รวมถึงเพื่อการบริโภคของมนุษย์^{[ 29 ]}เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพ [ ^{30 ] ใน}การเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำชนิดอื่น^{[ 31 ]}ในการผลิตยาและเครื่องสำอาง [ ^{32 ]}และเป็นปุ๋ยชีวภาพ [ ^{33 ] อย่างไรก็ตาม ความหนาแน่นของเซลล์ที่ต่ำเป็นอุปสรรคสำคัญต่อความสามารถในการทำ กำไร}ในเชิงพาณิชย์ของผลิตภัณฑ์ที่ได้จากสาหร่ายขนาดเล็กหลายชนิด โดยเฉพาะสินค้าโภคภัณฑ์ราคาถูก^{[ 34 ]}

การศึกษาวิจัยได้ตรวจสอบปัจจัยหลักในความสำเร็จของระบบเพาะเลี้ยงไมโครอัลเก ได้แก่: ^{[ 35 ] [ 34 ]}

• รูปทรงเรขาคณิตและขนาดของระบบการเพาะปลูก (เรียกว่าเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพด้วยแสง )
• ความเข้มของแสง;
• ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂ ₎ในสถานะแก๊ส
• ระดับสารอาหาร (ส่วนใหญ่คือ N, P, K)
• การผสมผสานทางวัฒนธรรม