细菌怎么制造蛋白质(高温杀菌利用蛋白质)

新农业：直接用细菌和空气生产蛋白质，无需再养动植物

人类不能没有蛋白质

富含蛋白质的食物是人类营养中不可或缺的一部分，但是传统蛋白质来源的生产却面临危机：“首先，用于生产动物蛋白的牲畜需要大量土地、化石原料、磷和水。”德国图宾根大学的Lars Angenent解释说，这也导致大量的破坏气候的排放，作物的集约化耕种也会导致自然栖息地的破坏、单一栽培和大量使用农药。“当前的粮食生产正使我们陷入复杂的危机中。”Angenent说。

新型农业

将来，我们摄入的蛋白质可能不再来自肉类或植物，而是来自微生物的产物---细菌或酵母利用氢、氨和二氧化碳等基本结构单元直接产生更多蛋白质。通过将生物合成与电化学过程相结合，这种“从蛋白质到更多蛋白质”的方法甚至可以在低能耗下仅依靠空气和废水就能实现。

可行性方案？

为了找出答案，德国图宾根大学的Angenent及其团队研究了是否可以，以及如何在没有动植物的情况下生产食物蛋白，团队的想法是直接用化学原料---碳、氧、氮和氢生产蛋白质。

但是，从这些基本组成部分进行蛋白质的纯化学合成非常复杂，该过程需要大量的能量。另一种选择是使用转基因细菌，但这引起了许多人对生态和健康的担忧，因为细菌是转基因的。因此，Angenent和团队的目标是寻找一种无需基因工程即可生产蛋白质并尽可能节能的方法。

微生物的力量

最后，他们的解决方案是电化学和生物过程结合，也称为“ Power-to-Protein”，该过程使用太阳能或风能之类的可再生能源用于分解水产生氢；然后，氢气与二氧化碳、氧气和氨一起用作细菌培养物的营养物，细菌以此繁殖出富含蛋白质的细胞材料。

一个在荷兰展开的试点项目已经通过两个测试系统尝试了这种由蛋白质生产更多蛋白质的过程，使用的微生物来自废水，氢气和氧气来自水电解。最后，细菌在过程中创造了一种营养丰富的混合物，蛋白质含量为60％到80％。“单细胞蛋白质的氨基酸特征与动物蛋白质相当，并且比植物蛋白质更为丰富。”下一步，研究人员希望将实验室规模的实验反应器扩大到工厂级别。

生物反应器中的蛋白质

Angenent和团队开发了该“ Power-to-Protein”技术： 第一步，厌氧细菌结合二氧化碳产生醋酸；然后，在有氧条件下的第二个生物反应器中，酵母或真菌利用醋酸繁殖。 研究人员报告说：“在我们的实验中，我们能够生产酵母生物质，其蛋白质质量分数为40％至50％。”

在Angenent和他的同事看来，类似的方法肯定可以帮助世界解决蛋白质需求问题：“我们看到了其中的巨大潜力，该方法可以替代传统畜牧业和植物种植业。“

帮助世界获得更多粮食

根据计算， ”Power-to-Protein”技术可以提供大量蛋白质供人类食用，而且耗能少， Angenent说：“据研究，仅需全球生产的总能量的2.5％，Power-to-Protein技术就可以为全世界的人提供蛋白质。”

当然，此类概念仍处于起步阶段。 ”Power-to-Protein”能否在更大范围内证明自己还有待观察。

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