我们可以用太阳能微生物养活世界吗

几千年来，微生物在我们的食物和饮料中发挥了关键作用——从奶酪到啤酒——但它们对我们营养的影响可能很快就会变得更加重要。随着人口持续增加以及对资源密集型动物产品的需求，世界正面临着日益严峻的粮食挑战。如果仅靠传统农业来满足这些需求，环境成本将是巨大的。由哥廷根大学校友领导的一个国际研究小组现在表明，使用太阳能电池板生产微生物蛋白质——不仅富含蛋白质，还富含其他营养物质——比种植传统作物更具可持续性、效率和环境友好性。这种方法使用太阳能、土地、养分和空气中的二氧化碳。他们的研究发表在 PNAS 上。

研究人员使用直接从实验室结果中提取的计算机模拟，对大型微生物食品生产设施进行建模，这些设施使用太阳能、空气、水和营养物质来培养微生物。收获和加工富含蛋白质的生物质，产生的粉末可用作动物的饲料，或用作人类的食物。该研究对每个步骤的能源需求进行了分析，从一开始到最终产品，考虑到：发电(来自太阳能电池板)、微生物富含能量的底物的电化学生产、微生物培养、收获，并加工富含蛋白质的生物质。比较了几种类型的微生物和生长策略，以确定最有效的。

研究发现，与最高效的植物作物——大豆相比，每生产一公斤蛋白质，太阳能微生物只需要 10% 的土地面积。该研究计算出，即使在日照较少的北方气候下，太阳能微生物食品的产量也可能远远超过主要作物的产量，同时最大限度地减少水和肥料的使用。重要的是，这种生产也可能位于不适合农业的地区，例如沙漠。

在之前的研究中，来自这些类型微生物的蛋白质在喂养牲畜时显示出有益效果，并且已经在大规模生产。“我们希望微生物蛋白质作为我们饮食的补充剂也是有益的，因为它提供了由所有必需氨基酸以及维生素和矿物质组成的高质量蛋白质来源，”第一作者 Dorian Leger 解释说，他进行了在哥廷根大学学习期间，与来自和以色列的同事一起在分子植物生理学的 MPI 中工作。“这项技术有可能支持粮食生产，同时防止对环境造成破坏。当前的耕作方法导致全球生态系统受到污染和水资源枯竭。”

目前，地球上 30-40% 的土地用于农业，但十分之一的人营养不良。Leger 说：“将营养丰富的微生物的培养与太阳能电池板等可再生能源系统相结合，有可能以更少的资源生产更多的食物。这可以释放大量农业用地，此外，还可以防止自然生态系统的进一步破坏，从而为保护和可持续性做出宝贵贡献，同时促进全球粮食供应。”

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