聯合國最新報告稱,世界總人口或將于本世紀末迎來百億峰值。日益增長的地球人口與資源稀缺之間的矛盾將愈發激烈,人類開發可供選擇的蛋白質以及豐富多樣的食物品種迫在眉睫。
聰明的人類都想到了哪些方式來應對糧食危機呢?
人造肉主要通過兩條技術路徑來實現,一是用氨基酸、脂肪、植物(大豆、豌豆)的蛋白質等幾種物質“拼”出植物肉,二是從動物體內提取干細胞,然后在生物反應器中培育試管肉,即用動物細胞“種”出培養肉。
培養肉是一項具有顛覆性的未來食品生產技術,因受制于法律法規、技術和成本等問題,短期內很難實現面向市場。培養肉理論上是對肉類的完美替代,但植物肉顯然在規模化生產可行性上更勝一籌。從開發應用來說,植物肉生產技術相對成熟。
目前,國外已利用真菌培養真菌蛋白開始規模化生產素肉,英國已成功使用天然真菌生產的“真菌蛋白”來生產各類素食產品。
當“黑螞蟻火鍋”“油炸知了”“炭烤蟬蛹”等出現在你的餐桌上時,千萬不要驚訝,要知道人類食用昆蟲歷史久遠,目前,有超過2000種昆蟲被確定為人類可食用昆蟲。

圖5 各種以蟲子為原料的美食(圖/東方IC)
昆蟲的營養價值較高,是理想的肉、蛋、奶類替代品,其中含有多種易被人體消化吸收的不飽和脂肪酸、微量元素和生物活性物質,對改善人體生理機能、治療頑固性疾病有很好的效果。
與傳統畜牧業相比,昆蟲養殖是一種更環保的蛋白質生產方式,其所需的養殖空間較小,產生的溫室氣體排放量較少,飼料轉化率較高。在全球人類活動產生的溫室氣體中,食品生產行業的溫室氣體排放量占30%,其中大部分都來自畜牧業。因此,食用昆蟲有助于實現食品生產的實質性變革。
淀粉是面粉、大米、玉米等糧食的主要成分,還是重要的工業原料。目前,淀粉主要由綠色植物通過光合作用固定二氧化碳進行合成,但農作物的種植通常需要較長周期,消耗大量的土地、淡水、肥料等資源。
2021年,我國科學家在實驗室中首次實現了從二氧化碳到淀粉分子的全合成,這一人工途徑的淀粉合成速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍,這一成果也使淀粉生產的傳統農業種植模式向工業生產模式轉變成為可能,為二氧化碳原料合成復雜分子開辟了新的技術路線。
未來該系統過程成本若能降低到與農業種植相比具有經濟可行性,或將節約90%以上的耕地和淡水資源,避免使用農藥、化肥等對環境產生的負面影響,提高人類糧食安全,促進碳中和的生物經濟發展,推動形成可持續的生物基社會。