藻类蛋白质含量高,碳足迹少,是在气候变化中为世界提供食物的突破口。

毫不知情的游客得知他们自己刚刚吃过的、特别爱吃的小食品含有藻类成分,他们感到很惊讶:“藻类成分?但是……难道藻类不难吃吗?”这就是丽贝卡·怀特(Rebecca White)在贸易展览会的摊位上常常听到的话。

怀特是iWi公司的研究员,iWi公司是一家营养研究公司,该公司经营的农场是世界上最大的藻类农场之一。她为游客提供充满藻类成分的零食,不只是为了向人们展示这种苔藓状绿色植物可以添加到食物中,同时不会使其尝起来或闻起来像池塘里的水;她的真正使命是研究藻类的潜力去解决更大的问题——我们地球上的食品保障问题。

藻类有重要的营养成分

我们的食物很快就会吃完!联合国发布的一份新报告称:到2050年,预计世界人口将需要增加70%的粮食产量,但是以目前的粮食种植方式来说,我们已经充分利用资源。土地正在变成沙漠,气温上升正在降低作物的产量,土壤因过度使用而正在变得失去生机。世界上70%的可用淡水用于农业和饲养牲畜,牲畜及其消费的食物所产生的温室气体排放占人类活动总排放量的14%,导致了气候变化、更频繁的干旱和土地侵蚀现象。专家们称,这是一个恶性循环,打破这个恶性循环刻不容缓。iWi公司首席执行官米格尔·卡拉塔尤德(Miguel Calatayud)说:“我们需要一场农业革命。”

藻类可以在其他作物无法生存的地区种植,不需要土壤或淡水。然而,藻类的确需要大量的二氧化碳,一些人还认为它们可以用来隔离发电厂的碳排放。藻类出色的营养成分是另一个具有吸引力的方面,它们含有人体必需的所有氨基酸、蛋白质的组成成分,还有维生素、矿物质和欧米茄-3之类的脂肪酸。

藻类可能不会完全取代动物蛋白,但可以帮助减少我们对传统蛋白质来源的依赖,并且可以减少我们的碳足迹。iWi公司希望将藻类制成蛋白质奶昔、撒在面食上的粉末,或者将其混合在其他食品中,利用这些方式把藻类制作成日常食物。怀特说:“藻类可以作为补充剂,或者从根本上说也可以作为任何食品的成分。”

只有经过长期的反复试验才能实现这一目标。毕竟,美国政府在2018年的农业法案中首次将藻类视为作物,且种植其他作物的现有农业技术仍在发展之中,希望通过研究能够使这些技术能够适用于培育这种海洋植物。扩大藻类生产规模并非易事,但是iWi公司正在采用一些创造性的技术来实现生产规模的扩大。卡拉塔尤德说:“我们已经能够破解扩大规模的密码了。”具体的做法如下。

从食物链底部到未来食品

iWi公司在新墨西哥州和德克萨斯州的沙漠中建造了48个池塘,该公司在池塘中种植藻类。每个池塘都比一个足球场还要大一些,里面充满了从地下盐水层中抽出的井水。以前在那片土地上的农场,在地下水变得盐度太高之后就离开了。池塘里酿造的绿色水汤中含有100万升的“微拟球藻(Nannochloropsis)”,其微小细胞小于5微米。

为了种植藻类,需要解决几个复杂的问题。首先是在我们收获之前要保护这种作物不被其他生物吃掉。怀特说:“藻类实际上是海洋食物链的最底层,世界上很多生物都吃藻类。因此,为了能够种植藻类,你一定要能够为其提供保护,以免被所有食用藻类的生物吃掉,同时不能在种植体系中引入任何有害的物质。”

在显微镜下看到的微拟球藻

藻类种植是非常新颖的,保护藻类的杀虫剂或除草剂还没有开发出来。然而,却存在许多可以杀死藻类的除藻剂。这一局限性以及藻类的未来可持续性促使iWi公司的团队转向综合治理虫害的策略研究,该策略侧重于早期发现问题和预防,而不是在问题发生后再进行纠正。怀特说:“我们已经发现该如何以这样的方式种植藻类,如何使池塘成为藻类生长的最佳环境,这样从很大程度上避免了其他情况的出现。”例如,当微小的轮虫开始食用藻类时,怀特通过引起pH值突变或通过调整氮源使环境有利于藻类生长,而不利于轮虫生长。她说:“这些围绕操作参数使用的小技巧使我们能够在开放的系统中以非常大的规模来种植藻类。”

其次是收获问题,在这方面必须要具有可持续性和能源效率,这样藻类才能被认为是一种富有吸引力的替代食品。iWi公司使用一种“邹比”(Zobi)收割机,这种收割机是最近在能源部的资助下开发出来的设备。作为藻类种植行业的突破性技术,这种过滤系统能够在低能耗和不使用化学物质的情况下从水中提取藻类,清澈透亮的水可以从另一端流出,放回池塘。

收获周期的时间节点是精确的,因此不会干扰藻类的微生态系统,不会妨碍其生长。每当藻类的密度达到某个值时,大约25%的池塘水会通过过滤设备,实现藻类提取。剩下的藻类继续在变稀的水中复制再生,循环重复——就像你用酵母发酵剂一样。

然后,iWi公司对于藻类进行加工,提取含有高浓度欧米茄﹣3的油,并将这种油作为补充剂出售。剩下的是蛋白质和碳水化合物,公司的团队正在努力将其作为蛋白质产品推向市场。怀特说:“我们正在努力,尽可能做到使该产品没有异味。”到目前为止,提取的蛋白质能够令人满意,怀特本人觉察不出食品中含有藻类蛋白。但是,该产品仍然需要跨越味觉超级灵敏者们的高门槛。

随着农业法案将藻类种植包含在内,怀特和其他藻类种植户希望联邦政府的拨款能够推动藻类技术的进步,并将藻类升级为主流作物。这可能需要几年的时间,但是这种微小的绿色植物似乎终于稳步走向食物链的顶端了!

资料来源massivesci.com