告別傳統農業？德國科學家設法從空氣和水中獲得蛋白質
德國研究人員開發出一種利用再生能源從微生物生產蛋白質和維生素B9 的可持續方法。這種以酵母為基礎的替代品無需耕地，營養豐富，有助於應對全球糧食挑戰。
德國的研究人員開發出一種方法，只需向微生物提供氫氣、氧氣和二氧化碳，就能從它們身上獲得蛋白質和維生素B9。這項技術最近發表在《細胞》出版社的《生物技術趨勢》雜誌上，它利用可再生能源生產出一種可持續的、富含微量營養素的蛋白質替代品，有朝一日可能會出現在我們的餐桌上。
“這是一個類似於釀造啤酒的發酵過程，但我們給微生物提供的不是糖，而是氣體和醋酸鹽，”通訊作者、德國圖賓根大學的拉爾古斯-安根特（Largus Angenent ）說。 “我們知道酵母菌可以自己用糖生產維生素B9，但是，我們不知道它們是否也能用醋酸生產維生素B9。”
「全球人口即將達到100 億，隨著氣候變遷和土地資源有限，生產足夠的糧食將變得越來越困難，」安根特說。 “一種替代方法是透過生物技術在生物反應器中培育蛋白質，而不是種植農作物來餵養動物。這使農業效率大大提高。”
研究小組設計了一個兩級生物反應器系統，用於生產富含蛋白質和維生素B9 的酵母。這種維生素又稱為葉酸，是細胞生長和新陳代謝等人體功能所必需的。在第一階段，棲熱厭氧桿菌會將氫氣和二氧化碳轉化為醋酸，而醋酸存在於醋中。在第二階段，酵母菌（通常被稱為麵包酵母）以醋酸和氧氣為食，製造蛋白質和維生素B9。氫氣和氧氣可以透過清潔能源（例如風車）產生的電能在水中產生。
原來，醋酸纖維餵養的酵母產生的維生素B9 與吃糖的酵母差不多。只要6 克（或0.4 湯匙）收穫的乾酵母就能滿足每日維生素B9 的需求。由合著者之一、德國慕尼黑工業大學的Michael Rychlik 領導的研究小組對維生素含量進行了測量。
研究人員發現，酵母中的蛋白質含量超過了牛肉、豬肉、魚肉和扁豆。 85 克或6 湯匙的酵母能提供61% 的日常蛋白質需求，而牛肉、豬肉、魚和扁豆則分別能滿足34%、25%、38% 和38% 的需求。不過，酵母應經過處理，以去除過量食用會增加痛風風險的化合物。即便如此，經過處理的酵母仍能滿足每日蛋白質需求的41%，與傳統蛋白質來源相當。
這項技術旨在應對環境保護、糧食安全和公共衛生等全球挑戰。該系統利用清潔能源和二氧化碳，減少了糧食生產過程中的碳排放。它使土地使用與耕作脫鉤，為保護環境騰出空間。安根特也強調，它不會取代農民。相反，這項技術將幫助農民集中精力，以永續的方式生產蔬菜和農作物。該團隊的酵母還可以透過提供蛋白質和維生素B9，幫助發展中國家克服糧食短缺和營養不良問題。
但是，在雜貨店的貨架上挑選研究小組的酵母作為蛋白質替代品之前，安根特說還有很多工作要做。他們計劃優化和擴大生產規模，調查食品安全，進行技術和經濟分析，並評估市場興趣。
“我們可以在不使用任何土地的情況下，以相當高的生產率同時生產維生素和蛋白質，這一事實令人興奮，」安根特說。 “最終產品是素食/純素、非基因改造和可持續的，這可能會吸引消費者”。
編譯自scitechdaily