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的、特別愛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）在貿易展覽會的攤位上常常聽到的話。

懷特是iWi公司的研究員，iWi公司是一家營養(yǎng)研究公司，該公司經營的農場是世界上最大的藻類農場之一。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，同時不會使其嘗起來或聞起來像池塘里的水；她的真正使命是研究藻類的潛力去解決更大的問題——我們地球上的食品保障問題。

藻類有重要的營養(yǎng)成分

我們的食物很快就會吃完！聯(lián)合國發(fā)布的一份新報告稱：到2050年，預計世界人口將需要增加70%的糧食產量，但是以目前的糧食種植方式來說，我們已經充分利用資源。土地正在變成沙漠，氣溫上升正在降低作物的產量，土壤因過度使用而正在變得失去生機。世界上70%的可用淡水用于農業(yè)和飼養(yǎng)牲畜，牲畜及其消費的食物所產生的溫室氣體排放占人類活動總排放量的14%，導致了氣候變化、更頻繁的干旱和土地侵蝕現(xiàn)象。專家們稱，這是一個惡性循環(huán)，打破這個惡性循環(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：“我們需要一場農業(yè)革命。”

藻類可以在其他作物無法生存的地區(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，一些人還認為它們可以用來隔離發(fā)電廠的碳排放。藻類出色的營養(yǎng)成分是另一個具有吸引力的方面，它們含有人體必需的所有氨基酸、蛋白質的組成成分，還有維生素、礦物質和歐米茄-3之類的脂肪酸。

藻類可能不會完全取代動物蛋白，但可以幫助減少我們對傳統(tǒng)蛋白質來源的依賴，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：“藻類可以作為補充劑，或者從根本上說也可以作為任何食品的成分。”

只有經過長期的反復試驗才能實現(xiàn)這一目標。畢竟，美國政府在2018年的農業(yè)法案中首次將藻類視為作物，且種植其他作物的現(xiàn)有農業(yè)技術仍在發(fā)展之中，希望通過研究能夠使這些技術能夠適用于培育這種海洋植物。擴大藻類生產規(guī)模并非易事，但是iWi公司正在采用一些創(chuàng)造性的技術來實現(xiàn)生產規(guī)模的擴大。卡拉塔尤德說：“我們已經能夠破解擴大規(guī)模的密碼了。”具體的做法如下。

從食物鏈底部到未來食品

iWi公司在新墨西哥州和德克薩斯州的沙漠中建造了48個池塘，該公司在池塘中種植藻類。每個池塘都比一個足球場還要大一些，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場，在地下水變得鹽度太高之后就離開了。池塘里釀造的綠色水湯中含有100萬升的“微擬球藻（Nannochloropsis）”，其微小細胞小于5微米。

為了種植藻類，需要解決幾個復雜的問題。首先是在我們收獲之前要保護這種作物不被其他生物吃掉。懷特說：“藻類實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，你一定要能夠為其提供保護，以免被所有食用藻類的生物吃掉，同時不能在種植體系中引入任何有害的物質。”

在顯微鏡下看到的微擬球藻

藻類種植是非常新穎的，保護藻類的殺蟲劑或除草劑還沒有開發(fā)出來。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可持續(xù)性促使iWi公司的團隊轉向綜合治理蟲害的策略研究，該策略側重于早期發(fā)現(xiàn)問題和預防，而不是在問題發(fā)生后再進行糾正。懷特說：“我們已經發(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)。”例如，當微小的輪蟲開始食用藻類時，懷特通過引起pH值突變或通過調整氮源使環(huán)境有利于藻類生長，而不利于輪蟲生長。她說：“這些圍繞操作參數(shù)使用的小技巧使我們能夠在開放的系統(tǒng)中以非常大的規(guī)模來種植藻類。”

其次是收獲問題，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，這種收割機是最近在能源部的資助下開發(fā)出來的設備。作為藻類種植行業(yè)的突破性技術，這種過濾系統(tǒng)能夠在低能耗和不使用化學物質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。

收獲周期的時間節(jié)點是精確的，因此不會干擾藻類的微生態(tài)系統(tǒng)，不會妨礙其生長。每當藻類的密度達到某個值時，大約25%的池塘水會通過過濾設備，實現(xiàn)藻類提取。剩下的藻類繼續(xù)在變稀的水中復制再生，循環(huán)重復——就像你用酵母發(fā)酵劑一樣。

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

隨著農業(yè)法案將藻類種植包含在內，懷特和其他藻類種植戶希望聯(lián)邦政府的撥款能夠推動藻類技術的進步，并將藻類升級為主流作物。這可能需要幾年的時間，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！