要保证我们星球上几十亿人口有营养价值丰富的食物，消灭饥饿，特别是由于缺乏蛋白质而引起的饥饿，这是困难的，非常困难！但是有一个简单的解决办法——合成食物。而要制联合成食物，必须简化食物链环节。
有一门科学叫“生态学”。它的研究历史不长。这是一门研究自然界存在的诸系统的科学。食物系统便是其中之一：太阳能——植物——动物——人。人吃动物的肉；动物吃植物，植物生长靠太阳能。这四个环节组成一个食物系统，也叫食物链。这个天然的食物系统效应是很低的。
作一个设想，有一个小孩整年（从12岁至13岁）只靠吃牛肉生活，而牛在牧场上只吃苜蓿草，苜蓿草靠太阳能生存。在一个四公顷面积的牧场上饲养总重为一吨的四头半牛，供养一个体重为48公斤的小孩食用。
从落到四公顷牧场上的全部太阳能中，苜蓿草为自身生长所需的能量只有0.24%；
从苜蓿草中储存的能量中，牛为生长所需的能量只有8%；
从牛犊储存的能量中，儿童为生长所需的能量是0.7%。
从生产观点看，大自然完全是一个不合格的“工程师”！有用的能量只有百万分之一，有效系数是0.0001%！！！
在这个食物系统中，人是最后一个环节，他与太阳、苜蓿草、牛犊不周，人有智慧，靠这个系统供养人类是不行的，必须加以改善。这是因为，在地球上，每人按四公顷土地计算是不够的。这种算法是最简单的，实际上全世界人口40多亿，陆地面积14，500万公顷，但是90多的陆地是冰冻、沼泽、山石、沙漠等地带。可耕地面积约160万公顷，即每人0.4公顷。也就是说，如按上述设想，一吨重的四头半牛只能供养十分之一儿童！
出路何在？简化食物链环节，制取合成食物！
为了更好地说明，我们再增加两个环节：分子和细胞；这样做，不是使问题复杂化，而是更明确了。事实上，能量作用于分子，分子位于植物细胞或独立的单细胞体中。此外，还有直接生产食物的细胞，我们称它为酵母细胞。
还应当指出，在植物环节中有可食和不可食之分：人可食粮食、蔬菜、肉类，不可食草、叶、皮……可是人不可食的植物，对动物环节又是必不可少的。
这样一来，能量（太阳能和其他能）的利用形成这样一个序列：分子——细胞——不可食植物和可食植物——动物——人。
目前，人以食物的形式获取能量（和物质）只能靠动物和植物这两个环节。那么，能否简化？我们认为，完全可能。这里有四条途径。
1. 从不可食植物中制取植物性食物（如用树木制取糖）；
2. 不经动物环节制取动物性食物（如用小麦和大豆制作煎牛排等）；
3. 不靠动物和植物，而用酵母细胞制取食物；
4. 不靠细胞、不靠动物、不靠植物，而借助分子中的能量合成食物。
现依次说明如下：
一、从不可食的树木中制取糖
木质、茎秆、稻草、树皮、叶子和草基本上都是由纤维素（细胞组织）构成的。纤维素是类似淀粉的一种多糖物质。很可惜只有反刍动物才能消化，而且还不是任何纤维素都能消化。羊喜欢咬植物皮，牛喜欢吃草（生存在牛羊消化系统里的微生物可帮助它们消化这种细胞组织）。而对人来说，草是不可食的，对动物来说，木质是不可食的。只有木蠢蛾才以树木为食。
苏联是多森林国家：松树，枞树比小麦还多。1975年苏联砍伐和运出的木材31，100万立方米，含纤维素3，000万吨此外，还种植皮棉790万吨，含纤维素300万吨。总共3，300万吨纤维素。从理论上讲，这些纤维素可以转化成3，300万吨葡萄糖。
但是，纤维素转化成葡萄糖还需要进行水解。纤维素水解，可通过两种途径：或在高温下使用浓酸分解，或借助酶的作用分解。这时，可得到D－葡萄糖，甜度不太高。但是，可继续从葡萄糖中制取转化糖，它比砂糖甜度高。
从纤维素制取转化糖暂时还处于试验阶段。从玉米淀粉中制取转化糖，在美国已进行大规模的工业生产。
在玉米的生产方面，一开始先进行脱脂，制取玉米油，被脱脂的玉米粉分解出淀粉和蛋白质。然后，淀粉在酶——α- 淀粉酶和葡萄糖酶的作用下构成葡萄糖溶液，再通过第三种酶——葡萄糖异构酶制成转化糖。目前，美国每年可以加工制造59万吨玉米，制取35万吨转化糖，及其他有益的产品——玉米油和蛋白质。从玉米中制取的转化糖价值每吨173美元，从甘蔗制取的蔗糖价值每吨334美元，从甜菜制度甜菜糖每吨327美元。而且甜菜易腐坏。全年保存，又贵又不方便，所以制糖厂每逢秋季收获后全体动员，紧急生产，冬、春、夏三季停工休息。
今天的原料是玉米，未来的原料就是木质。因此，提供丰富的糖源是不成问题的。
二、不经动物环节制取肉类食品
制取肉类食品，主要解决蛋白质的问题。在食物中制取蛋白质途径是比较狭窄的。最好的蛋白质是各种动物喂养子崽的奶和蛋。这些东西对儿童特别重要。肉的蛋白营养价值并不很高，植物蛋白营养价值就更低了。所以这些蛋白质按其成分来说并不总是合适的。
原则上讲，蛋白质不仅可以从果实，谷粒中制取，而且也可以从草和叶中制取。从草中制取食物就是简化食物链的一种方法。通常我们是“委托”牛加工草而得到牛肉。但是，靠饲养牛吃牛肉是不合算的，因为除肉之外，还有角、尾巴、骨头和皮，这些不能吃。
为从草或叶子中制取蛋白质，必须进行粉碎和碾压，细胞组织受压，大部分蛋白质变成液汁，这液汁是相当有营养的。但被叶绿素“污染”了，不过，叶绿素可通过酒精水解排除，剩下的就是蛋白质液汁了。
因此，草和叶子可以食用，这是不足为怪的。难道莴苣、酸模、卷心菜——吃的不都是叶子吗？葱不是吃茎吗？不过，用草制造食物还处于试验阶段。
问题在于，植物蛋白不是最有价值的，蛋白质是各种氨基酸组成的。在氨基酸中有可代替的、和不可代替的。不可代替的氨基酸规定食物的价值，如果这种氨基酸耗尽，食物就没有用了，只有废弃。
那么，怎样鉴别蛋白质，什么样的蛋白质是最好的？看来，对动物来说，最好的是奶蛋白。现将奶蛋白与其他食物蛋白作一比较：
从表1中可以看出，牛肉、面粉和马铃薯的蛋白质与牛奶相比含大约60 ~ 70%的不可代替的氨基酸。牛肉的比例数比较平衡，无严重缺损氨基酸的情况，所以若需要大量蛋白质的话，可用牛肉代替牛奶。面粉中赖氨酸较少，而马铃薯中白氨酸略低。如果从其他某种食品中给马铃薯补充白氨酸，这时马铃薯的营养价值不会低于肉类。
在考虑植物蛋白时，根据化学指标将它们与理想的蛋白质——奶的酪蛋白相比较，比如小麦面粉的指标0.3，这就是说，需要吃三倍以上的面粉蛋白，才能代替奶蛋白。如果向面粉中补充纯赖氨酸，那面粉的营养价值会急剧上升……不止三倍。如加上少许赖氨酸，少许苏氨酸就使面粉蛋白质达到奶蛋白的营养价值。
在动物身上进行了大量试验，成效显著，目前在畜牧业已广泛采用这种蛋白质平衡法。
实质上，人类自古以来就在研究这种平衡，如往面包中夹奶酪或香肠。在国外，如日本、捷克在烤制面包时预先把赖氨酸加进面团中。这种面包作儿童早餐最佳，因为正在发育成长的儿童特别需要这种平衡的强化食品。
这种未来的食品已提前进入我们的生活，目前世界上每年生产250吨赖氨酸和100吨蛋氨酸，用于食品和牲口饲料。
添加了赖氨酸、色氨酸和蛋氨酸的面粉混合食物，其营养价值等于牛奶。而添加了苏氨酸、白氨酸和缬氨酸后，其营养价值超过牛奶。
蛋氨酸有一种不愉快的味道，最好把它转化为比较复杂的加倍化合物——二肽，尽管在胃里，二肽要分解成单个的氨基酸。
这种平衡蛋白质的方法只能在工业生产上使用，而在家庭的厨房里是做不到的。
所有这些都是从食物链中排除多余环节的方法。而简化一个环节，会提高产量十倍以上。这就是说，植物性食物的平衡，没有动物环节也可以办到。我们可以不靠牛吃到牛肉，不靠羊吃到羊肉！
任何植物性食物都可以平衡。但是，在植物蛋白质中，大豆蛋白质最接近肉蛋白质。通常在平衡蛋氨酸时都以这种蛋白质作为基础，顺便还可制取豆油。日本每年生产此类食品100万吨，美国生产约50万吨。大豆蛋白质添加在香肠、小灌肠、绞肉中可以提高这些食物的重量并不影响其质量。纯大豆和小麦蛋白质可以像纺织人造丝那样纺织和制取纤维。如果把这些纤维加以调料，添加上必要的味、香、色，那会制造出种类繁多的肉类食品。例如，在美国一家饭店的食品单上写着：
小麦制的松软煎牛排小麦制的烤肉小麦和大豆制的素煎牛排大豆和玉米制的香肠大豆制的牛肉大豆制的火腿小麦和大豆制的小灌肠大豆制的雏鸡肉大豆和小麦制的火鸡肉大豆、小麦和酵母制的熏猪肉。
还有十二种肉食和素食。
论味道，这些食品比天然食品略差些，但价格便宜，人们喜欢购买。
在苏联完全用新的方法从植物蛋白中制取食物纤维，试制成类似肉类组织结构的纤维状食品。也就是把植物蛋白质转化为牛排、小灌肠和火腿等植物性食品。这不仅仅有益于降低食品价格，其优越性在于：
第一，人造食品可以根据食品科学的正确制作方法制取。可以往人造食品中放入精确的必需数量的蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素和有机盐。在混合时很容易添加所需的各种氨基酸，从而提高食品的营养价值。
第二，适于储藏保管。从谷物或大豆分解出来的蛋白质、脂肪和碳水化合物，在化学上是同类的。它们可以单独贮存，在正常温度下久存不会腐坏。只有放在一起贮存时，才会彼此破坏。
第三，与天然食物不同，单独制取的蛋白质、脂肪和碳水化合物按其组成成分和性质是合乎标准的。这就有可能实现现代自动化工业烹饪技术。所有这些正在逐步成为我们今天的现实。
三、不用粮食制作面包
以上已证明，食物链中的动物环节完全可以排除，下一步就要排除植物环节，即不用粮食制作面包。不靠农业生产面包，其途径是用酵母制取食物。
食物酵母对人类来说并非新事，几千年来在烤制面包和酿酒方面就使用酵母，烤制面包的酵母将碳水化合物发酵，分解出碳气和有机酸，酿酒的酵母将糖发酵，把糖转化成酒精。葡萄糖可以看作是复杂的酒精，酵母是显微镜下最小的真菌。生物学家通常将真菌列入最简单的低级植物。酵母只能利用现成的物质如葡萄糖、或吸取造纸制糖过程中产生的废料，以及酒精、醋酸、碳氢化合物，其中包括石蜡。石蜡——这是一种带有16~26个原子的碳氢化合物。它是从纯石油中抽取的，所以说，酵母可以由石油产品供给。
酵母从石蜡中构成自己的单细胞体，而这些细胞和所有生物一样是由蛋白质（35~50%），碳水化合物（20~40%），脂肪（5~20%），核酸（10%）及许多维生素构成的。
我们要从废料中制取食物，从锯屑中制取食物，从石油制取食物！酵母能以惊人的超工业速度制取食物。它生长的速度是巨大和无与伦比的。
酵母累积的蛋白质比牛快几千倍，比谷类快几百倍。（而谷穗收获要整整一年。）
但可惜的是，大量酵母甚至是有害的。此外，在这些物质中有许多核酸，达10%，而超过2%对人体就有害。在用食盐溶液加工酵母时需要排除这些物质。
酵母的蛋白质、脂肪和碳水化合物可能与习惯的不同，需要在排除不良杂质时把它们分解出来。
众所周知，蛋白质和碳水化合物是生物聚合物：蛋白质是多肽，碳水化合物是多糖，为了使有机体能吸收，必须将“多”转化为“单”。在加工酵母食物时，也需要这样做。可惜，这种加工是不简单的，因为酵母化学与动植物化学有明显的区别。
酵母有用多糖（也有用碳水化合物）构成的细胞外壳。这些多糖是由葡萄糖和甘露糖支链组成的，这些支链被四肽构成的许多桥缀在一起，而作为肽的组成成分是蛋白质氨基酸、非蛋白质氨基酸和脂肪。这样的结构可以保证坚固度和弹性。因此，要破坏细胞的外壳是不那么容易的，要破坏它，或者采用机械的方法，或者采用化学的方法。
机械方法与压力的剧烈交替有关，快速运动时，在液体，其中包括在酵母溶液中，出现气泡。当气泡破坏时，产生压力的部分下降。这样，金属也会破坏，不仅是酵母细胞。
化学方法——就是水解，即分解大分子，但是水解需要加热和浓酸，而酸会腐蚀仪器，还要破坏氨基酸。所以宁愿采用另外的方法，不用水解的方法，如利用细胞的自溶作用——自身破坏。
—般说，细胞的自溶作用对农业是有害的。因为它使蔬菜和水果腐烂，破坏肉类的营养。可是，在这里它是有益的。因为在生物酵母细胞内，有很多起破坏作用的酶：蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、核酸酶。这些酶都封闭在生物细胞内，在被高温杀死的细胞内这些酶可以毫无控制地破坏一切。然后，把被酶破碎的物质分成等级。这样便获取了按重量分等的氨基酸、核酸、碳水化合物和某些维生素，这就是制造任何食物的材料。
不仅是酵母，而且其他微生物都能成为未来食物的基础。细菌可以在天然气体中培植。在中非许多小型水塘中培植单细胞海藻，当地的居民很喜欢利用海藻制取食物。人们很难想象小球藻将成为制取宇航员在宇宙飞行期间的食品。
四、利用微生物制取食物
利用微生物制取食物需要提供足够数量的碳水化合物、醋酸，以及一些不可代替的物质。利用这种方法制取食物与利用动植物环节制取食物相比，将获得令人难以置信的效果。
微生物本身可以利用外界环境制造蛋白质所必需的氨基酸。它比较柔软，容易适应外界条件。
可以想象这样一种情景：如果外界环境对合成重要氨基酸最必需的某种维生素很少，少得可怜，这自然对合成将会受到阻碍，生长和繁衍将会减慢速度，细胞的后代将会遭到灭绝的威胁。而这时，某些适应不利环境的细胞便开始产生需要的氨基酸，储备起来，使所缺乏的维生素的每一个分子充分利用起来，不使一个失落。这时，未被利用的、储备的氨基酸便进入周围溶液。
具有高生产效能的品种（菌株）就是这样制取的。
我们也可以借助作用力很强的化学物质或硬性射线——X射线、放射性射线来达到类似的结果。这些物质和射线可以改变基因，破坏遗传机制，细胞开始产生另一种物质或改变为另一种比例。微生物学应当选择最高生产效能的品种。如选择新的霉菌品种。这些品种可提供最强的抗生物质，比所有抗生物质的“祖先”——盘尼西林有效得多。这样，便选择出能生产多种氨基酸（L - 谷氨酸，L- 赖氨酸，次黄嘌呤核甙酸）的微生物新品种。
但是微生物有一个重要的弱点：它易变化，无定形，既受好的影响，也受坏的影响。我们能够培植它，但外界那些捉摸不定的变化，如季节（春、夏）差别和水的成分的差别，可以使我们的一切努力化为乌有。在另一种情况下，以同样的努力培植出来的微生物可能重新变成不可培植的、不顺从的。所以在生产不太复杂的物质时，化学家总是力求不利用微生物。从食物链中排除这一环节，直接利用能量和分子为餐桌提供可口的食物，不经过动物的胃，不经过植物的叶子和谷粒，不经过单细胞微生物这个“变化无常的工厂”而制取未来的食品。
[《Пuщα буòущeιo》]