藻類在生物技術(shù)領(lǐng)域的復(fù)蘇:從燃料到食品

藻類生物燃料是一場生物技術(shù)災(zāi)難:過度夸大這一領(lǐng)域的潛力,而過于熱切的風(fēng)投公司又吵著要參與到一個(gè)新的熱門趨勢中去,藻類生物燃料就是其中的受害者。但這并不是一場徹頭徹尾的災(zāi)難。許多藻類生物燃料公司成功地開發(fā)了其他有價(jià)值的藻類產(chǎn)品,開拓了亞洲以外的藻類食品市場,并進(jìn)入了西方市場和新產(chǎn)品?,F(xiàn)在藻類正準(zhǔn)備卷土重來。

“我認(rèn)為,它們被嚴(yán)重低估,沒有得到充分利用。事實(shí)上,現(xiàn)在市場正變得非常熱,這一切都與它們的使用能力有關(guān),例如,二氧化碳,以及藻類擁有的廣泛可能性——它們是植物!就是這么簡單,”后院藻類科學(xué)(BYAS)的Rob Agterberg博士說。

藻類的花季

從2005年到2012年,數(shù)億美元被投入前景看好的藻類生物燃料領(lǐng)域。從這些簡單的海藻中提取石油的技術(shù)使公司如雨后春筍般涌現(xiàn)。在適當(dāng)?shù)臈l件下,藻類可以產(chǎn)生大量的脂質(zhì)。關(guān)鍵是要找到產(chǎn)脂量高的菌株,并以足夠低的成本將這些脂質(zhì)提取并加工成燃料,從而在現(xiàn)有的石油價(jià)格競爭中勝出。本世紀(jì)頭十年中期,石油價(jià)格不斷上漲,在2008年金融危機(jī)期間達(dá)到每桶150美元的峰值,對該行業(yè)起到了推動(dòng)作用。

隨著2009年油價(jià)下跌,藻類生物燃料的前景開始出現(xiàn)裂縫。在收獲、干燥和提取這些有價(jià)值的脂質(zhì)方面的困難要比釋放出來的油消耗更多的能量。藻類生物燃料根本不經(jīng)濟(jì)。盡管如此,像Algenol、Solazyme和Solix這樣的公司相信他們可以降低成本,到2012年生產(chǎn)數(shù)百萬桶的藻類衍生燃料。當(dāng)不可避免的事情發(fā)生時(shí),這些公司將他們的藻類專業(yè)知識(shí)轉(zhuǎn)化為營養(yǎng)。

一個(gè)新的希望

已知的藻類、微藻和通常被稱為藍(lán)綠藻的光合藍(lán)藻細(xì)菌大約有6萬種。小球藻(Chlorella)是一種微藻,已經(jīng)作為面粉上市。藍(lán)藻屬螺旋藻(Spirulina)在西方已是家喻戶曉的名字,在亞洲已被廣泛使用了幾個(gè)世紀(jì)。因?yàn)樵孱惪梢栽诙趸己凸獾淖饔孟律L,所以對于那些想從溫室氣體中提取蛋白質(zhì)的公司來說,藻類很有吸引力。芝加哥的BYAS公司就是這樣一家公司,他們的目標(biāo)是利用廢棄的二氧化碳生產(chǎn)用于面粉、著色劑和生長因子的藻類。

“我們的目標(biāo)是開發(fā)一種基于植物的生長血清。阿格特伯格說:“如果你看一看養(yǎng)殖肉類的所有發(fā)展,就會(huì)發(fā)現(xiàn)它們都與一種基于動(dòng)物的血清有關(guān):胎牛血清?!?/span>

胎牛血清是昂貴的,并提出了倫理問題,因?yàn)樗菑奈闯錾男∨?。BYAS的藻類衍生生長血清取得了驚人的進(jìn)展,這種血清似乎也對植物細(xì)胞有效。

“我們目前在實(shí)驗(yàn)室里種植植物——樹根。我們種植人參和山葵,真正的山葵,這本身就很難種植。”芥末非常貴。阿格特伯格解釋說,他們還在血清中培育了魚細(xì)胞和芥末細(xì)胞。“作為一種食物,它是荒謬的,但作為一種測試,它是明智的,”他說。

新穎的產(chǎn)品

一種潛在的主要產(chǎn)品是藻青蛋白,這是一種有效的、食品安全的藍(lán)色染料,賦予螺旋藻藍(lán)綠色。BYAS開發(fā)了一種去除藻青蛋白的新型提取工藝,可以生產(chǎn)出一種無色、無臭、富含蛋白質(zhì)(50-70%)的藻類面粉。英國的Algenuity公司也正在開發(fā)一種含有小球藻的面粉,這種面粉有多種顏色,蛋白質(zhì)含量在25-40%之間。小球藻還產(chǎn)生B族維生素、維生素E和蝦青素等類胡蘿卜素。

蝦青素因其脂溶性而成為公司從藻類生物燃料轉(zhuǎn)向原料市場的熱門目標(biāo)。它是一種很有價(jià)值的食用染料,可以用作養(yǎng)殖三文魚、雞肉和雞蛋的粉色染料。Omega-3油是前兩家燃料公司的另一個(gè)有吸引力的目標(biāo),Solix和Corbion是這一領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)。Algenol也進(jìn)入了這個(gè)領(lǐng)域,但也擴(kuò)展到提供基于海藻的化妝品成分。

除了營養(yǎng)和化妝品,藻類還為生物材料提供了新的機(jī)遇。加利福尼亞的Checkerspot已經(jīng)開發(fā)出一種微藻,這種微藻可以產(chǎn)生非常高的脂質(zhì)含量(高達(dá)70%),可以被提取并加工成具有獨(dú)特性質(zhì)的高價(jià)值油,如疏水性。他們的目標(biāo)是從這些藻類油中提取出一種新型涂料,用于服裝,這種涂料的毒性比目前使用的含氟涂料要小。

藻類回歸

通過營養(yǎng)、化妝品和高價(jià)值油的新市場,藻類正在卷土重來。但是人們很容易忘記藻類生物燃料的前景并沒有消失。早期炒作的主要區(qū)別在于對技術(shù)的看法更加腳踏實(shí)地和現(xiàn)實(shí)。盡管過去失敗過,但來自大型石油公司的支持依然強(qiáng)勁??死赘?文特爾(Craig Venter)創(chuàng)辦的老牌藻類生物燃料公司合成基因組公司(Synthetic Genomics)與??松梨?ExxonMobil)有著長期的合作伙伴關(guān)系。他們的目標(biāo)是到2025年每天生產(chǎn)1萬桶石油,與10年前的數(shù)百萬桶相差甚遠(yuǎn),但隨著開采技術(shù)的進(jìn)步,前景又有了新的希望。與以往一樣,我們面臨的挑戰(zhàn)仍然是如何讓人們負(fù)擔(dān)得起可伸縮性。

阿格特伯格說:“我們需要擴(kuò)大規(guī)模。”他強(qiáng)調(diào),世界需要一種更可持續(xù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。除了燃料之外,藻類還可以在許多領(lǐng)域發(fā)揮作用,如營養(yǎng)、農(nóng)業(yè)、材料和化妝品,可以說,現(xiàn)在比以往任何時(shí)候都有更大的潛力。像許多藻類科學(xué)家一樣,他熱衷于將這些低碳生物工廠應(yīng)用到世界上更多的問題上,不是為了商業(yè)利益,而是為了創(chuàng)造一個(gè)可持續(xù)的地球。

本文轉(zhuǎn)自:藻類生態(tài)鏈

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