中國發明煤變蛋白技術,不佔耕地不用陽光,效率超農業1000倍!

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今天被一個消息驚呆了,中國一個科學家團隊發明了煤炭變蛋白質的技術,是的,你沒有聽錯,不用陽光不佔耕地,直接把烏黑的煤炭變成美味可口的蛋白質,效率比傳統的農耕方法提高了上千倍,這是要徹底顛覆食物生產的遊戲規則了嗎?

美味的牛排,鮮美的炸雞,烤盤上滋滋冒煙的五花肉,這些躁動我們味蕾,滋養我們生命的蛋白質究竟從何而來?你很容易就能回答,現代農牧業協調配合,用大量土地生產出玉米、大豆等農作物作爲飼料,餵養豬牛羊等家畜和雞鴨鵝等家禽,爲我們提供肉蛋奶等高蛋白的營養物質。

這其中飼料生產需要佔用大量土地,不但破壞自然環境,還要看老天爺的臉色。尤其是在中國,耕地資源極爲有限,每年都需要進口大量的農作物作爲飼料,僅大豆就達到了1億噸,依賴度高達80%。全球人口的急劇增長,也讓人類不斷蠶食森林和草地,向陸地和海洋索求更多的蛋白,導致動植物棲息地的不斷破壞和碎片化,生命滅絕的速度也不斷加快,可能超過地球歷史上平均水平的100倍以上。

如果能用簡單高效低成本的方法合成這些初級蛋白質,是不是就能降低高級蛋白質的成本,增加肉蛋類的產量,從而在不破壞自然環境,不危及野生動物多樣性的情況下,滿足人們的生活需求了呢?

中國科學院天津工業生物技術研究所吳欣教授領導的團隊,把目光投向了煤炭。這傢伙全球儲量超過1萬億噸,又多又便宜,未來新能源發展起來,不用它來發電就沒有用武之地了,如果能用來製造生物蛋白質該有多好啊。

目前有很多方法合成生物蛋白,最簡單的我們很多人可能都會,那就是用微生物將玉米漿、酒糟和秸稈等碳源,通過發酵轉化爲更高價值的蛋白質,在養殖業中得到了大量應用。

既然秸稈等含碳材料都能合成蛋白質,那麼同樣含碳的煤炭,是不是也能合成蛋白質呢?吳教授的團隊腦洞大開,他們利用煤炭煤氣化轉化而來的甲醇,通過發酵來生產蛋白質,居然獲得了極爲顯著的成效,並且已開始規模化試點了。

簡單來說,研究人員從中國各地的葡萄園、森林和沼澤地,收集了20,000多個酵母樣本,從中尋找能夠有效利用各種糖和醇作爲碳源的菌株,最終篩選出一種名爲畢赤酵母( P. Pastoris ) 的酵母菌,可以在甲醇中悠哉遊哉,蓬勃生長。然而由於甲醇有毒並且代謝途徑複雜,大約有20%的酵母會發酵未成身先死,常使科學家們錢包癟,直接變成水和二氧化碳打水漂了,導致蛋白質合成效率和成本的雙重損失。

這當然難不住科學家們,他們利用基因技術敲除了畢赤酵母的特定基因,設計了一種甲醇利用率高,耐高溫的巴斯德畢赤酵母菌,極大地促進了甲醇向蛋白質的定向轉化。

結果令人大喫一驚,他們竟然獲得了120克/升的幹細胞重量和67.2%的粗蛋白含量,甲醇轉化爲蛋白質的效率達到了驚人的理論值的92%,蛋白質含量最高達到了85%,明顯高於天然植物。而且這些蛋白還含有完整的氨基酸、維生素、無機鹽、脂肪和碳水化合物,不含大豆蛋白中的過敏原,可以在各種應用中部分替代魚粉、大豆、肉類和脫脂奶粉。

怎麼樣?是不是太完美了?最關鍵的是,這種方法不佔用耕地,不受季節和氣候的影響,就可以把煤炭變爲高效的蛋白質,並且比傳統的農業方法效率高1000倍,真的是有點令人難以置信了。這種轉基因酵母的高轉化率在經濟上也非常有吸引力,目前研究團隊已經和一家企業合作,開始了萬噸級的工業化規模生產試點。

研究人員還在不斷改進技術,希望能進一步提高甲醇蛋白的生理功能和營養價值,擴大衍生市場並不斷降低成本。或許終有一天,我們可以直接享用用煤炭合成的各種蛋白質,包括牛排、雞腿、培根、五花肉,怎麼樣,你願意嘗一嘗嗎?

這項研究發表在《微生物細胞工廠》和《生物燃料與生物產品技術》上。



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