用单细胞海藻制造蛋白质“超级食物”

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工业规模的微藻生物反应器。信用:库存图片

基于海洋微藻的细胞农业是一种很有前途的新方法,可以在未来可持续地生产植物性“肉类”和健康的“超级食品”。

澳大利亚弗林德斯大学海洋生物产品开发中心 (CMBD) 的研究人员正在响应消费者日益增长的兴趣,他们寻求更健康、更环保、可持续和合乎道德的动物蛋白替代品。

CMBD 主任弗林德斯大学教授张伟说,海洋微藻,来自海洋的单细胞光合生物可能是解决世界肉类蛋白质短缺的方法,他还共同领导了建立国家海洋生物制品合作研究中心 (MB -CRC)在澳大利亚。

CRC 的使命是寻找发展澳大利亚第三代高价值海洋生物产业(相对于第一代渔业和第二代水产养殖)的方法,并将澳大利亚新兴的海洋生物制品行业转变为具有全球竞争力的产业.

该中心的重点将是行业和市场驱动的创新,以改善供应链和价值链,从而为澳大利亚提供成本节约、生产能力和竞争能力,从而进入全球高价值海洋生物产品市场。

弗林德斯大学海洋生物制品开发中心生物反应器和加工微藻样品由张伟教授持有,他正在共同牵头在澳大利亚建立国家海洋生物制品合作研究中心 (MB-CRC)。图片来源:弗林德斯大学

“我们的研究跨越了整个价值链,从微藻培养和循环先进生物制造到高价值功能性食品的开发,”张教授说。

“微藻具有多种营养成分,可以开发先进的培养策略来调整微藻以生产以蛋白质、油和碳水化合物为主的类型,这些类型可以加工成广泛的功能性食品,包括健康的细胞肉饼、薯片、糊状物、果酱甚至鱼子酱。”

目前市场上的两种淡水微藻产品是用于生产绿色面食、饮料和饮料等食品的高蛋白小球藻和螺旋藻品种。

海洋物种具有重要意义,因为它们不需要稀缺的淡水和农田。它们独特的营养成分,例如高 DHA 和 EPA 含量(长链 omega 3 脂肪酸)对婴儿和大脑发育以及心脏健康至关重要。

用于扩大光合微藻水产生产规模的生物反应器也有助于应对温室气体排放和气候变化。一个 90 x 90 x 210 厘米(3 x 3 x 7 英尺)的生物反应器单元可吸收的二氧化碳比相同面积的树木多 400 倍。

海洋生物产品开发中心研究人员 Reinu Abraham 博士和副教授 Kirsten Heimann 在弗林德斯大学实验室用微藻制成的“鱼子酱”。图片来源:弗林德斯大学

某些品种的微藻利用阳光产生氧气并将二氧化碳转化为有机碳(蛋白质、碳水化合物、色素、脂肪和纤维),就像植物一样,但它们的生产不需要宝贵的耕地。

“因此,它们通常被称为海洋雨林,”弗林德斯大学生物技术高级讲师 Kirsten Heimann 副教授说。

“利用阳光,光合微藻产生氧气并将二氧化碳转化为有机碳(蛋白质、碳水化合物、色素、脂肪、纤维和微量营养素),就像植物一样,但它们的生产不需要宝贵的耕地。

这意味着微藻可以被可持续地收获并转化为环保的超级食品,”她说。她说:“将微藻和创新的生产和加工相结合,可以帮助服务于世界上不断增长的人口和对可持续蛋白质生产不断增长的需求。”

除了研究加工技术外,CMBD 团队还在研究利用废物或收获的海藻生产可生物降解塑料,这是不可降解石油基塑料的另一种可持续解决方案。

参考文献:Reinu E. Abraham、Peng Su、Munish Puri、Colin L. Raston 和 Wei Zhang 撰写的“体外胃肠道模型下藻酸盐粘度影响封装的生物活性物质的释放”,2021 年 1 月 4 日,International Journal of Biological Macromolecules .
DOI:10.1016/j.ijbiomac.2020.12.143

结果表明,微藻和大型藻类可用于开发海洋资源中的健康和营养生物活性物质的可控释放。