利用可再生能源微生物将二氧化碳转化为蛋白质和维生素

德国的研究人员只需向微生物提供氢气、氧气和二氧化碳，就能从微生物体内获取蛋白质和维生素B9。该技术于9月12日发表在《生物技术趋势》杂志上，利用可再生能源生产可持续的、富含微量营养素的蛋白质替代品，未来有一天可能会出现在我们的餐桌上。

“这是一个类似于啤酒酿造的发酵过程，但我们给微生物提供的不是糖，而是气体和醋酸盐，”德国图宾根大学的通讯作者LargusAngenent说。“我们知道酵母可以利用糖自己产生维生素B9，但我们不知道它们是否可以利用醋酸盐产生同样的效果。”

“全球人口即将达到100亿，随着气候变化和土地资源有限，生产足够的粮食将变得越来越困难，”安格南特说。“一种替代方案是通过生物技术在生物反应器中培养蛋白质，而不是种植农作物来喂养动物。这可以使农业更加高效。”

该团队设计了一个两阶段生物反应器系统，可生产富含蛋白质和维生素B9的酵母。这种维生素也称为叶酸，对细胞生长和新陈代谢等身体功能至关重要。在第一阶段，细菌基伍嗜热厌氧杆菌将氢气和二氧化碳转化为醋酸盐，醋酸盐存在于醋中。

在第二阶段，酿酒酵母(俗称面包酵母)以醋酸盐和氧气为食，制造蛋白质和维生素B9。例如，可以通过用风车等清洁能源产生的电能对水进行加热来生产氢气和氧气。

事实证明，以醋酸盐为食的酵母产生的维生素B9量与以糖为食的酵母产生的维生素B9量大致相同。只需6克(或0.4汤匙)收获的干酵母即可满足每日维生素B9需求。德国慕尼黑工业大学的合作作者MichaelRychlik领导的团队测量了维生素水平。

就蛋白质而言，研究人员发现，酵母中的蛋白质含量超过了牛肉、猪肉、鱼和小扁豆。85克(或6汤匙)酵母可满足每日蛋白质需求的61%，而牛肉、猪肉、鱼和小扁豆分别可满足每日蛋白质需求的34%、25%、38%和38%。

然而，酵母必须经过处理才能去除其中的化合物，因为如果过量食用，这些化合物会增加痛风的风险。即便如此，经过处理的酵母仍然可以满足41%的每日蛋白质需求，与传统蛋白质来源相当。

该技术旨在解决多项全球挑战：环境保护、粮食安全和公共卫生。该系统采用清洁能源和二氧化碳，可减少粮食生产中的碳排放。它将土地使用与农业分离，从而腾出空间用于保护。

Angenent还强调，它不会在竞争中胜过农民。相反，这项技术将帮助农民专注于可持续地生产蔬菜和农作物。该团队的酵母还可以通过提供蛋白质和维生素B9来帮助发展中国家克服粮食短缺和营养不足。

但在将研究团队的酵母作为蛋白质替代品从杂货店货架上拿走之前，Angenent表示还有很多事情要做。他们计划优化和扩大生产，调查食品安全，进行技术和经济分析，并评估市场兴趣。

“我们可以同时以相当高的生产率生产维生素和蛋白质，而无需占用任何土地，这一事实令人兴奋，”安格南特说。“最终产品是素食/纯素食、非转基因和可持续的，这可能会吸引消费者。”

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