這款“超級(jí)植物”，能捕獲二氧化碳和代替塑料

整理｜離咲

近年來(lái)，越來(lái)越多海洋生態(tài)學(xué)家視海藻為實(shí)現(xiàn)人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展的“超級(jí)植物”。2020年，聯(lián)合國(guó)全球契約組織還發(fā)布了一份《海藻宣言》。該宣言旨在促成國(guó)際認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)，在政府、科學(xué)界和工業(yè)界之間開(kāi)展更廣泛的合作，通過(guò)充分開(kāi)發(fā)海藻的多種深度價(jià)值，興起一場(chǎng)“海藻革命”。

一種基于自然的多功能解決方案

2021年10月，《自然》發(fā)表了一篇關(guān)于海藻應(yīng)用前景的最新論文。科研人員發(fā)現(xiàn)：僅需2%的海水、卻占全球海水養(yǎng)殖產(chǎn)量的51.3%的海藻，可以提供廣泛的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，不但為各行各業(yè)提供食品和天然產(chǎn)品來(lái)源，還能為減緩和適應(yīng)氣候變化，以及應(yīng)對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化和生物多樣性危機(jī)提供一種基于自然的多功能解決方案。甚至，海藻水產(chǎn)養(yǎng)殖可以看作是一種排放物捕獲和利用技術(shù)，可支持循環(huán)生物經(jīng)濟(jì)。

除了學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)，圍繞海藻種植的各類(lèi)組織也愈加成熟。成立了6年有余的再生海洋養(yǎng)殖非營(yíng)利組織綠浪（GreenWave）專(zhuān)門(mén)設(shè)立了“海藻氣候基金”（Kelp Climate Fund），研究如何在為海洋企業(yè)家創(chuàng)造穩(wěn)定收入來(lái)源的同時(shí)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的環(huán)境正影響。迄今為止，綠浪已經(jīng)種植了90萬(wàn)平方米海藻，生產(chǎn)了近256.9噸海藻，清除了6.42噸二氧化碳和0.51噸的氮等溫室氣體。

在各種商用海藻形態(tài)中，除了較為傳統(tǒng)的動(dòng)植物飼料，如海藻肥外，海藻的創(chuàng)新應(yīng)用主要集中在以下三方面：海藻蛋白、碳捕獲和新材料。

喂飽120億張嘴

海藻富含蛋白質(zhì)，脂肪含量低，碳水化合物含量低，并且富含維生素、鋅和鐵，適合人類(lèi)食用。在東亞，食用海藻有著悠久的歷史和豐富的食譜。將其加工為食品，是海藻最顯而易見(jiàn)的利用形式。基于此，業(yè)界寄希望于推動(dòng)海藻成為未來(lái)全球主流食品。聯(lián)合國(guó)全球契約海洋解決方案高級(jí)顧問(wèn)、海藻推廣者文森特·道梅澤（Vincent Doumeizel）認(rèn)為：“僅通過(guò)利用2%的海洋來(lái)種植海藻，我們就可以提供足夠的蛋白質(zhì)來(lái)養(yǎng)活全球120億人口。”

但是，對(duì)于并無(wú)海藻食用傳統(tǒng)的地區(qū)，海藻食品的最大挑戰(zhàn)是口味的接受度和消費(fèi)習(xí)慣的轉(zhuǎn)變。因此，歐美藻類(lèi)公司在打造藻類(lèi)產(chǎn)品時(shí)，主攻方向是利用海藻最有營(yíng)養(yǎng)的蛋白部分，并盡可能使產(chǎn)品口味更具接受度。

藻類(lèi)公司Algenuity開(kāi)發(fā)了一種創(chuàng)新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了海藻味道的可塑性。該公司的專(zhuān)利 Chlorella Colours?顯著降低了微藻的葉綠素含量，使其保持中性風(fēng)味，同時(shí)仍保留天然營(yíng)養(yǎng)。

藻類(lèi)公司Umaro Foods也致力于將海藻打造得更美味，其首款產(chǎn)品面世：由海藻蛋白制成的植物培根。該植物培根含有來(lái)自海洋養(yǎng)殖的紅海藻的提取物，既是植物基培根的天然色素，還是植物油模仿動(dòng)物脂肪的口感來(lái)源。而且紅海藻含有48%—50%的蛋白質(zhì)，比大豆中含有的蛋白質(zhì)還要多，可謂集“顏值與營(yíng)養(yǎng)于一身”。

低價(jià)高效大規(guī)模捕獲碳排

海藻能有效將二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣，還在應(yīng)對(duì)海洋污染、清潔海水中的硝酸鹽和磷酸鹽方面發(fā)揮作用。事實(shí)上，就產(chǎn)氧量而言，藻類(lèi)的貢獻(xiàn)比起全球所有的熱帶雨林合起來(lái)還要大。

身材比大藻“迷你”很多的微藻，近年來(lái)，以“綠色細(xì)胞工廠”的身份愈加受到關(guān)注。通過(guò)基因工程改造，微藻可生產(chǎn)多種生物燃料和化學(xué)產(chǎn)品。發(fā)展以微藻為基礎(chǔ)的綠色生物制造產(chǎn)業(yè)，有望解決當(dāng)前能源危機(jī)和化工產(chǎn)品生產(chǎn)不可持續(xù)的問(wèn)題，同時(shí)緩解溫室效應(yīng)。

近期《自然通訊》發(fā)表的一項(xiàng)研究表明，中科院青島能源與過(guò)程研究所單細(xì)胞中心團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)：在微擬球藻中含有一種藍(lán)光特異性誘導(dǎo)的油脂合成調(diào)控機(jī)制，并基于此發(fā)明了“光控”高產(chǎn)油技術(shù)。該技術(shù)將峰值油脂生產(chǎn)率提高了一倍。

工業(yè)產(chǎn)油微藻則能夠利用光合作用將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為油脂，經(jīng)過(guò)物理/化學(xué)方法把微藻細(xì)胞內(nèi)的油脂轉(zhuǎn)化到細(xì)胞外后，再進(jìn)行提煉加工，就可以制備出綠色環(huán)保型的柴油和航油。另外，藍(lán)光超級(jí)微藻相比其他油料作物，生長(zhǎng)周期短，單位產(chǎn)油量大，“超級(jí)”二字名副其實(shí)。

可持續(xù)材料

海藻作為環(huán)保材料的最新趨勢(shì)，可代替各種石化塑料。在Tom Ford海洋環(huán)保材料創(chuàng)新大賽入圍名單中，8個(gè)入圍企業(yè)就有5個(gè)圍繞著海藻替代塑料包裝材料“做生意”。

英國(guó)可持續(xù)生物技術(shù)公司Kelpi的主要產(chǎn)品之一是以海藻為原料的低碳生物塑料包裝；冰島初創(chuàng)公司Marea因地制宜利用當(dāng)?shù)乜沙掷m(xù)的海藻流，制造薄膜塑料的替代品；總部位于倫敦的Notpla則受到大自然封裝液體的啟發(fā)，殊途同歸地選擇利用海藻研制薄膜塑料的可替代性包裝；美國(guó)公司Sway生產(chǎn)的薄膜塑料替代品不僅可以在家做堆肥，還實(shí)現(xiàn)了負(fù)碳；印度公司Zerocircle也“靠海吃海”利用當(dāng)?shù)胤N植的海藻包裝材料，使用后的產(chǎn)品能夠無(wú)污染地溶解在海洋中。

而在海藻為原料的替代包裝生產(chǎn)上，印尼公司Evoware已經(jīng)深耕消費(fèi)市場(chǎng)多年，產(chǎn)品線也非常成熟，包括方便面調(diào)味包、漢堡紙等食品包裝，也有水杯、吸管、餐具等。

其中，創(chuàng)始人著手研發(fā)的第一款產(chǎn)品，就是方便面調(diào)味包。因?yàn)闊崴粵_即化的特性，該款調(diào)味包無(wú)需費(fèi)力撕開(kāi)，而且融化后還能為泡面增添鮮香風(fēng)味和多重營(yíng)養(yǎng)，最重要的是，減少了一次性塑料垃圾的使用。從便利、營(yíng)養(yǎng)、居家空間等角度看，這種“可食包裝袋”算得上非常宅家友好了，假如早點(diǎn)普及的話，一定也會(huì)成為囤菜名單上的“搶手貨”。