中国发明煤变蛋白技术,不占耕地不用阳光,效率超农业1000倍!
今天被一个消息惊呆了,中国一个科学家团队发明了煤炭变蛋白质的技术,是的,你没有听错,不用阳光不占耕地,直接把乌黑的煤炭变成美味可口的蛋白质,效率比传统的农耕方法提高了上千倍,这是要彻底颠覆食物生产的游戏规则了吗?
美味的牛排,鲜美的炸鸡,烤盘上滋滋冒烟的五花肉,这些躁动我们味蕾,滋养我们生命的蛋白质究竟从何而来?你很容易就能回答,现代农牧业协调配合,用大量土地生产出玉米、大豆等农作物作为饲料,喂养猪牛羊等家畜和鸡鸭鹅等家禽,为我们提供肉蛋奶等高蛋白的营养物质。
这其中饲料生产需要占用大量土地,不但破坏自然环境,还要看老天爷的脸色。尤其是在中国,耕地资源极为有限,每年都需要进口大量的农作物作为饲料,仅大豆就达到了1亿吨,依赖度高达80%。全球人口的急剧增长,也让人类不断蚕食森林和草地,向陆地和海洋索求更多的蛋白,导致动植物栖息地的不断破坏和碎片化,生命灭绝的速度也不断加快,可能超过地球历史上平均水平的100倍以上。
如果能用简单高效低成本的方法合成这些初级蛋白质,是不是就能降低高级蛋白质的成本,增加肉蛋类的产量,从而在不破坏自然环境,不危及野生动物多样性的情况下,满足人们的生活需求了呢?
中国科学院天津工业生物技术研究所吴欣教授领导的团队,把目光投向了煤炭。这家伙全球储量超过1万亿吨,又多又便宜,未来新能源发展起来,不用它来发电就没有用武之地了,如果能用来制造生物蛋白质该有多好啊。
目前有很多方法合成生物蛋白,最简单的我们很多人可能都会,那就是用微生物将玉米浆、酒糟和秸秆等碳源,通过发酵转化为更高价值的蛋白质,在养殖业中得到了大量应用。
既然秸秆等含碳材料都能合成蛋白质,那么同样含碳的煤炭,是不是也能合成蛋白质呢?吴教授的团队脑洞大开,他们利用煤炭煤气化转化而来的甲醇,通过发酵来生产蛋白质,居然获得了极为显著的成效,并且已开始规模化试点了。
简单来说,研究人员从中国各地的葡萄园、森林和沼泽地,收集了20,000多个酵母样本,从中寻找能够有效利用各种糖和醇作为碳源的菌株,最终筛选出一种名为毕赤酵母( P. Pastoris ) 的酵母菌,可以在甲醇中悠哉游哉,蓬勃生长。然而由于甲醇有毒并且代谢途径复杂,大约有20%的酵母会发酵未成身先死,常使科学家们钱包瘪,直接变成水和二氧化碳打水漂了,导致蛋白质合成效率和成本的双重损失。
这当然难不住科学家们,他们利用基因技术敲除了毕赤酵母的特定基因,设计了一种甲醇利用率高,耐高温的巴斯德毕赤酵母菌,极大地促进了甲醇向蛋白质的定向转化。
结果令人大吃一惊,他们竟然获得了120克/升的干细胞重量和67.2%的粗蛋白含量,甲醇转化为蛋白质的效率达到了惊人的理论值的92%,蛋白质含量最高达到了85%,明显高于天然植物。而且这些蛋白还含有完整的氨基酸、维生素、无机盐、脂肪和碳水化合物,不含大豆蛋白中的过敏原,可以在各种应用中部分替代鱼粉、大豆、肉类和脱脂奶粉。
怎么样?是不是太完美了?最关键的是,这种方法不占用耕地,不受季节和气候的影响,就可以把煤炭变为高效的蛋白质,并且比传统的农业方法效率高1000倍,真的是有点令人难以置信了。这种转基因酵母的高转化率在经济上也非常有吸引力,目前研究团队已经和一家企业合作,开始了万吨级的工业化规模生产试点。
研究人员还在不断改进技术,希望能进一步提高甲醇蛋白的生理功能和营养价值,扩大衍生市场并不断降低成本。或许终有一天,我们可以直接享用用煤炭合成的各种蛋白质,包括牛排、鸡腿、培根、五花肉,怎么样,你愿意尝一尝吗?
这项研究发表在《微生物细胞工厂》和《生物燃料与生物产品技术》上。
中国发明煤变蛋白技术,不占耕地不用阳光,效率超农业1000倍!
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