沙漠鹽水池中正在興起的藻類食品革命

編譯 胡德良 馬雅賢

藻類蛋白質(zhì)含量高，碳足跡少，是在氣候變化中為世界提供食物的突破口。

毫不知情的游客得知他們自己剛剛吃過(guò)的、特別愛(ài)吃的小食品含有藻類成分，他們感到很驚訝：“藻類成分？但是……難道藻類不難吃嗎？”這就是麗貝卡·懷特（Rebecca White）在貿(mào)易展覽會(huì)的攤位上常常聽(tīng)到的話。

懷特是iWi公司的研究員，iWi公司是一家營(yíng)養(yǎng)研究公司，該公司經(jīng)營(yíng)的農(nóng)場(chǎng)是世界上最大的藻類農(nóng)場(chǎng)之一。她為游客提供充滿藻類成分的零食，不只是為了向人們展示這種苔蘚狀綠色植物可以添加到食物中，同時(shí)不會(huì)使其嘗起來(lái)或聞起來(lái)像池塘里的水；她的真正使命是研究藻類的潛力去解決更大的問(wèn)題——我們地球上的食品保障問(wèn)題。

藻類有重要的營(yíng)養(yǎng)成分

我們的食物很快就會(huì)吃完！聯(lián)合國(guó)發(fā)布的一份新報(bào)告稱：到2050年，預(yù)計(jì)世界人口將需要增加70%的糧食產(chǎn)量，但是以目前的糧食種植方式來(lái)說(shuō)，我們已經(jīng)充分利用資源。土地正在變成沙漠，氣溫上升正在降低作物的產(chǎn)量，土壤因過(guò)度使用而正在變得失去生機(jī)。世界上70%的可用淡水用于農(nóng)業(yè)和飼養(yǎng)牲畜，牲畜及其消費(fèi)的食物所產(chǎn)生的溫室氣體排放占人類活動(dòng)總排放量的14%，導(dǎo)致了氣候變化、更頻繁的干旱和土地侵蝕現(xiàn)象。專家們稱，這是一個(gè)惡性循環(huán)，打破這個(gè)惡性循環(huán)刻不容緩。iWi公司首席執(zhí)行官米格爾·卡拉塔尤德（Miguel Calatayud）說(shuō)：“我們需要一場(chǎng)農(nóng)業(yè)革命。”

藻類可以在其他作物無(wú)法生存的地區(qū)種植，不需要土壤或淡水。然而，藻類的確需要大量的二氧化碳，一些人還認(rèn)為它們可以用來(lái)隔離發(fā)電廠的碳排放。藻類出色的營(yíng)養(yǎng)成分是另一個(gè)具有吸引力的方面，它們含有人體必需的所有氨基酸、蛋白質(zhì)的組成成分，還有維生素、礦物質(zhì)和歐米茄-3之類的脂肪酸。

藻類可能不會(huì)完全取代動(dòng)物蛋白，但可以幫助減少我們對(duì)傳統(tǒng)蛋白質(zhì)來(lái)源的依賴，并且可以減少我們的碳足跡。iWi公司希望將藻類制成蛋白質(zhì)奶昔、撒在面食上的粉末，或者將其混合在其他食品中，利用這些方式把藻類制作成日常食物。懷特說(shuō)：“藻類可以作為補(bǔ)充劑，或者從根本上說(shuō)也可以作為任何食品的成分。”

只有經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的反復(fù)試驗(yàn)才能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。畢竟，美國(guó)政府在2018年的農(nóng)業(yè)法案中首次將藻類視為作物，且種植其他作物的現(xiàn)有農(nóng)業(yè)技術(shù)仍在發(fā)展之中，希望通過(guò)研究能夠使這些技術(shù)能夠適用于培育這種海洋植物。擴(kuò)大藻類生產(chǎn)規(guī)模并非易事，但是iWi公司正在采用一些創(chuàng)造性的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大?？ɡ鹊抡f(shuō)：“我們已經(jīng)能夠破解擴(kuò)大規(guī)模的密碼了?！本唧w的做法如下。

從食物鏈底部到未來(lái)食品

iWi公司在新墨西哥州和德克薩斯州的沙漠中建造了48個(gè)池塘，該公司在池塘中種植藻類。每個(gè)池塘都比一個(gè)足球場(chǎng)還要大一些，里面充滿了從地下鹽水層中抽出的井水。以前在那片土地上的農(nóng)場(chǎng)，在地下水變得鹽度太高之后就離開(kāi)了。池塘里釀造的綠色水湯中含有100萬(wàn)升的“微擬球藻（Nannochloropsis）”，其微小細(xì)胞小于5微米。

為了種植藻類，需要解決幾個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題。首先是在我們收獲之前要保護(hù)這種作物不被其他生物吃掉。懷特說(shuō)：“藻類實(shí)際上是海洋食物鏈的最底層，世界上很多生物都吃藻類。因此，為了能夠種植藻類，你一定要能夠?yàn)槠涮峁┍Ｗo(hù)，以免被所有食用藻類的生物吃掉，同時(shí)不能在種植體系中引入任何有害的物質(zhì)?！?/p>

在顯微鏡下看到的微擬球藻

藻類種植是非常新穎的，保護(hù)藻類的殺蟲(chóng)劑或除草劑還沒(méi)有開(kāi)發(fā)出來(lái)。然而，卻存在許多可以殺死藻類的除藻劑。這一局限性以及藻類的未來(lái)可持續(xù)性促使iWi公司的團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)向綜合治理蟲(chóng)害的策略研究，該策略側(cè)重于早期發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和預(yù)防，而不是在問(wèn)題發(fā)生后再進(jìn)行糾正。懷特說(shuō)：“我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)該如何以這樣的方式種植藻類，如何使池塘成為藻類生長(zhǎng)的最佳環(huán)境，這樣從很大程度上避免了其他情況的出現(xiàn)?！崩?，當(dāng)微小的輪蟲(chóng)開(kāi)始食用藻類時(shí)，懷特通過(guò)引起pH值突變或通過(guò)調(diào)整氮源使環(huán)境有利于藻類生長(zhǎng)，而不利于輪蟲(chóng)生長(zhǎng)。她說(shuō)：“這些圍繞操作參數(shù)使用的小技巧使我們能夠在開(kāi)放的系統(tǒng)中以非常大的規(guī)模來(lái)種植藻類。”

其次是收獲問(wèn)題，在這方面必須要具有可持續(xù)性和能源效率，這樣藻類才能被認(rèn)為是一種富有吸引力的替代食品。iWi公司使用一種“鄒比”（Zobi）收割機(jī)，這種收割機(jī)是最近在能源部的資助下開(kāi)發(fā)出來(lái)的設(shè)備。作為藻類種植行業(yè)的突破性技術(shù)，這種過(guò)濾系統(tǒng)能夠在低能耗和不使用化學(xué)物質(zhì)的情況下從水中提取藻類，清澈透亮的水可以從另一端流出，放回池塘。

收獲周期的時(shí)間節(jié)點(diǎn)是精確的，因此不會(huì)干擾藻類的微生態(tài)系統(tǒng)，不會(huì)妨礙其生長(zhǎng)。每當(dāng)藻類的密度達(dá)到某個(gè)值時(shí)，大約25%的池塘水會(huì)通過(guò)過(guò)濾設(shè)備，實(shí)現(xiàn)藻類提取。剩下的藻類繼續(xù)在變稀的水中復(fù)制再生，循環(huán)重復(fù)——就像你用酵母發(fā)酵劑一樣。

然后，iWi公司對(duì)于藻類進(jìn)行加工，提取含有高濃度歐米茄-3的油，并將這種油作為補(bǔ)充劑出售。剩下的是蛋白質(zhì)和碳水化合物，公司的團(tuán)隊(duì)正在努力將其作為蛋白質(zhì)產(chǎn)品推向市場(chǎng)。懷特說(shuō)：“我們正在努力，盡可能做到使該產(chǎn)品沒(méi)有異味。”到目前為止，提取的蛋白質(zhì)能夠令人滿意，懷特本人覺(jué)察不出食品中含有藻類蛋白。但是，該產(chǎn)品仍然需要跨越味覺(jué)超級(jí)靈敏者們的高門檻。

隨著農(nóng)業(yè)法案將藻類種植包含在內(nèi)，懷特和其他藻類種植戶希望聯(lián)邦政府的撥款能夠推動(dòng)藻類技術(shù)的進(jìn)步，并將藻類升級(jí)為主流作物。這可能需要幾年的時(shí)間，但是這種微小的綠色植物似乎終于穩(wěn)步走向食物鏈的頂端了！