无中生“肉”，工业尾气也能变出“四菜一汤”？

前些日子，人造肉的推送和介绍铺天盖地，一时间被各大媒体热议。然而几乎就在同一时间，中国也“悄摸摸”地宣布了一种重大突破——用工业尾气来制造蛋白质，并完成了万吨级的产能！

刚听到这个消息，小编眼前不禁浮现出了众多末世的画面，大气污染严重、万物凋零……人们为了食物资源进行疯狂争抢。假如未来真的能去全方面实现这个技术，是不是就意味着工业尾气也可以废物利用了？

来源丨电影《末日逃生》

往好的地方想，在科幻电影所构建的星际旅行中，也有类似的黑科技画面，只要和电脑确认食物名称，就能直接获得各种食物饮料。那么，未来的宇宙航行，是不是也不用担心食物储备了呢？

毕竟，在工业时代，就尾气不缺……

但是，等一等……人造肉的争议目前为止都如此之大，更何况听起来就有毒的工业尾气，这玩意生产出来的东西，真的没问题吗？

这件事，还要从它生产的蛋白质是什么开始说起。

蛋白质哪来的？生产出来的蛋白质并不是什么新鲜玩意，其实它本来就是一种生物代谢物，但这种蛋白质和之前的二氧化碳合成淀粉，或者人造肉不同，并不是经过人工合成的工业制品，而是利用了微生物的发酵技术直接产生的代谢物质，就像是酸奶一样。它所采用的微生物名为乙醇梭菌，是一种工业上生产乙醇的常见菌种，能和含碳工业尾气反应产生乙醇醪液，并最终通过蒸馏的方式获得乙醇。

乙醇梭菌 来源丨中国农科院饲料所供图

但是！所有人都应该牢记一句话：没有任何东西是垃圾，只不过是用错地方的资源！在以往的工业生产中，大家经常发现蒸馏塔内有一种非常黏稠的浆糊堵塞塔板，导致蒸馏的管道系统运行受阻，产率受到严重影响，技术人员一直想解决这个棘手的东西，找办法把它除掉。北京一家生产乙醇的公司提出了一个建设性的意见，把它分离出来看看，检测一下这东西有没有利用价值。到此，世界的“新大陆”露出了全新的一角。

来源丨中国生物技术网

科研人员做了大量实验分离出来后，这份蛋白质被送到国家饲料质量监督检验中心（北京）检测，结果表明该浆糊主要成分名为乙酸梭菌蛋白，它的蛋白质结构简单，粗蛋白质含量高达83%以上，18种氨基酸占蛋白质比例达94%，10种必需氨基酸含量及其结构比例接近鱼粉、远优于豆粕，重金属含量也不超标。此外，研究人员又在做了多种常见鱼类实验后发现，在饲料中的添加3%-4.5%的乙酸梭菌蛋白时，能显著改善鱼类的胃肠和肝功能；当比例增加到18%左右时，对鱼类的生长、血液生化指标和肝肠组织形态等，也没见到不良影响。此外，它的流动性、黏度、水溶性等指标也不错，具有良好的饲料加工条件。也就是说，这种蛋白质是一种安全性相对较高的蛋白质饲料原料！**乙醇梭菌的“咸鱼翻身”**接下来，我们在介绍产生出来的蛋白质时，要回顾一下它的“娘家”——乙醇梭菌。既然是自然的生物代谢产物，为什么直到现在才发现它的用处？

只能说是惯性思维惹的祸。

乙醇梭菌最初是由比利时科学家从兔子肠道中分离出来，并以其为发酵菌种，利用它以一氧化碳或者二氧化碳为碳源产生乙醇，这项研究各国已经进行多年。

而大多数能源研究也只是集中在用一氧化碳生物发酵合成乙酸、乙醇等化学制品，对微生物菌种合成出的蛋白质及其功能性研究非常少。就算是专门研究微生物蛋白质的科学家，也把研究的关注点主要集中在了酵母、乳酸菌、微藻等传统被认为可食用的菌种上，导致了乙醇梭菌一类的微生物蛋白在蛋白质领域长期沦为“路人甲”或“垃圾”。

至于这项研究的意义，以及研究出来的鱼饲料有什么用？我们还要用我国动物的“口粮”——饲料说起。

无论有没有饲喂过家禽家畜，想必都对动物饲料的成分有一定的了解，这里面有两类东西必不可少：玉米和豆粕，它们代表着能量饲料和蛋白质饲料。

为支撑我国规模庞大的养殖业，2021年我国饲料产量达2.9亿吨，居世界首位，饲料年消耗量约有4.5亿吨，若不考虑能量饲料，经过简单估算需要纯蛋白质饲料8000万吨。

近年来，我国优质饲用蛋白原料极度缺乏，不得不大量进口，对外依赖长期保持在70%以上。我国每年进口鱼粉150万吨左右，进口大豆1亿吨左右，饲用豆粕的年消费量约7000万吨。

由于动物性蛋白价格高昂，植物性蛋白受土地种植面积少、气候条件多变、生产周期较长、物质能量转化效率低等因素影响，生产能力难以大幅提高，一段时间内，我国无法摆脱饲用蛋白原料对外进口的局面。

假设以工业化生产1000万吨乙醇梭菌蛋白（蛋白含量83%）计，相当于2800万吨进口大豆当量，等同于我国大豆年进口量的1/3，这将有助于我国摆脱“大豆进口依赖综合征”。

另外，中国每年至少可产生约1.2万亿立方米富含CO的工业尾气，如将这些工业尾气采用生物发酵技术进行高效清洁利用，可年产乙醇梭菌蛋白1000万吨，也相当于减少二氧化碳排放2.5亿吨。

但同时也要注意，乙醇梭菌蛋白等新型饲料蛋白源仍需要加大研究，以进一步提高其品质和利用效率。现在亟须通过改良菌种和改进生产工艺，进一步降低成本，增加蛋白质的产量。

虽然目前乙醇梭菌蛋白的总体量还完全谈不到替代大豆的层次，但如果未来能解决蛋白质的饲料进口依赖也很了不起了。至少有利用一氧化碳这种工业尾气来生产菌体蛋白的技术，后面就有无穷的可能性。

在“双碳”目标的号召下，这种既减碳又环保的技术必将助力“碳中和”尽早实现。

另外，在这里也应注意，汽车尾气里面并不仅仅只有含碳气体，还有诸如氮氧化物、硫氧化物、铅化合物等有害气体，它们如何清除以及是否会影响乙醇梭菌将含碳气体转化为蛋白质，这都是我们需要在现实情况下必须考虑的问题。

来源：“数字北京科学中心”微信公众号

审核专家：纪十

生命领域观察者