(轉(zhuǎn))藻類基礎(chǔ)知識——第二章:藻類到底是怎么回事?
發(fā)布人：wseen 時間：2022-3-21 10:33:37
藻類可能是人類最好的朋友。藻類可以提供可持續(xù)和負擔得起的食物和燃料，以及生態(tài)和新穎的解決方案。任何可以從陸生作物中提取的食物、纖維或材料都可以從藻類中提取，因為陸生植物是5億年前由藻類進化而來的。與陸地植物相比，藻類提供了更廣泛的顏色、質(zhì)地、味道和化合物。任何由化石燃料制成的燃料、塑料或其他材料都可以從藻類中制成，因為化石燃料就是石化的藻類或以藻類為食的生物。
藻類最有用的特性不是我們可以用藻類制造任何東西。藻類與陸地植物和化石燃料的區(qū)別在于它們的食物、能源和副產(chǎn)品是如何產(chǎn)生的。我們的大氣中充斥著過量的二氧化碳，這些二氧化碳被自然地循環(huán)利用，或者被藻類的產(chǎn)生隔離。糧食作物會因全球變暖而歉收，但藻類會在高溫下旺盛生長。我們的世界沒有足夠的耕地來種植糧食作物，但藻類可以在非耕地上生產(chǎn)補充食物和能源。
在全球范圍內(nèi)，各個社會都在經(jīng)歷著淡水的匱乏，而藻類卻在廢物、鹽水或海水中蓬勃生長。我們已經(jīng)超過了石油峰值，藻類可以以比開采原油更低的成本提供液體運輸燃料。農(nóng)民們面臨著嚴重的自然資源短缺，比如藻類可以回收的磷，以及從動物和人類排泄物中回收和再利用營養(yǎng)物質(zhì)。
藻類養(yǎng)殖可以生產(chǎn)有價值的生物質(zhì)，不使用或只使用與陸地糧食作物競爭的化石資源，而且不需要肥沃的土壤、淡水、化石燃料、化肥和化石農(nóng)業(yè)化學品。在農(nóng)場或城市垃圾處理場的藻類生產(chǎn)使藻類能夠?qū)⑦@些昂貴的廢物流從一個提供能源、動物飼料和豐富的有機肥料的成本中心轉(zhuǎn)變?yōu)槔麧欀行?。在發(fā)電廠、水泥廠或啤酒廠等碳源附近生產(chǎn)藻類，除了生產(chǎn)生物燃料和有價值的副產(chǎn)品之外，還提供了潛在的污染解決方案。當藻類凈化空氣和水時，綠色生物量將二氧化碳和營養(yǎng)廢物轉(zhuǎn)化為有價值的糖、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、碳水化合物和其他有機化合物。
我們當前的食物和運輸系統(tǒng)對空氣、土壤和水造成了巨大的污染。藻類可以產(chǎn)生碳中性的食物和燃料與積極的生態(tài)足跡。我們目前的燃料燃燒時會釋放出骯臟的黑色煙灰微粒，但藻類燃燒起來很干凈。藻類燃料在幾周內(nèi)就能生產(chǎn)出來，而且不會在3億年的時間里經(jīng)歷骯臟的石化過程。藻類燃料燃燒干凈，因為它們本質(zhì)上是植物油。
藻類是一項引人入勝的研究，因為根據(jù)詹姆斯·格雷厄姆、李·威爾科克斯和琳達·格雷厄姆合著的《藻類》一書，估計有1000萬種藻類存在。它們所有的特殊化合物中可能有90%還有待發(fā)現(xiàn)、描述和培養(yǎng)。藻類產(chǎn)生的化合物比陸地植物或動物多得多，因為藻類的種類比其他生物多得多。與陸地植物相比，藻類得益于超過30億年的適應和進化，它們創(chuàng)造了巧妙的生存策略，以最大限度地提高自己的生長和活力，并擊退捕食者。
藻類成分已經(jīng)整合到我們的食物，飼料，化妝品和藥品。亞利桑那州立大學(Arizona State University)的一項籃子測試發(fā)現(xiàn)，消費者通常在超市購買的近70%的產(chǎn)品都含有藻類成分。大多數(shù)人不直接吃藻類，但喜歡用藻類成分制成的產(chǎn)品，包括:用藻類粉代替小麥、玉米或大豆粉;藻類油比玉米油更健康，更不容易發(fā)胖，藻類營養(yǎng)物質(zhì)如Omega 3。
低熱量，美味的藻類巧克力將使消費者有他們的蛋糕，并吃它沒有罪惡感高熱量。俄羅斯和日本的研究表明，與陸地食物相比，藻類不僅脂肪含量低，營養(yǎng)含量高，而且還可能改變肝臟中控制脂肪酸代謝的酶的活性，從而降低血液中脂肪、膽固醇和甘油三酯的水平。
藻類巧克力餅干
藻類具有獨特的定位，為關(guān)鍵的人類需求提供產(chǎn)品和解決方案的價值鏈。價值鏈包括可持續(xù)的食物，燃料，生態(tài)和新穎的解決方案，藻類的綠色承諾代表。
藻類的綠色承諾
食物。藻類為人類提供高蛋白、低脂、營養(yǎng)、健康、美味的食品。藻類比陸地植物提供更多的維生素、礦物質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)，是天然的健康食品。藻類并不能完全解決營養(yǎng)不良的問題，因為它們的熱量很少。
注:在找到幾個關(guān)鍵問題的解決方案之前，藻類的食物價值將是次優(yōu)的;使堅硬的細胞壁易于消化，產(chǎn)生較少的核酸。所有其他的綠色承諾都只等著宏觀和微觀規(guī)模的養(yǎng)殖藻類生產(chǎn)系統(tǒng)。
食品配料。藻類成分提高了約70%的產(chǎn)品在現(xiàn)代超市，包括乳制品，啤酒，軟飲料，果醬，烘焙產(chǎn)品，湯，醬料，餡餅餡，蛋糕，糖霜，色素，潰瘍治療，助消化，眼藥水，牙科霜，護膚霜和洗發(fā)水。
飼料。藻類生產(chǎn)高蛋白、低成本、營養(yǎng)豐富的動物飼料，含有大量維生素、礦物質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)。取代美國出口的一半喂給動物的糧食將節(jié)省2000萬英畝的農(nóng)田和幾萬億加侖的淡水。當?shù)卮迩f的藻類生產(chǎn)將為數(shù)百萬動物提供食物，并每年拯救2000萬英畝的森林和草原，使其免于因動物飼料而荒漠化。
漁業(yè)。藻類提供高蛋白;低成本，營養(yǎng)豐富的魚飼料，維生素和營養(yǎng)素。藻類可以就地生長，在水中與鰭魚和貝類魚一起生長。魚在藻類上比在陸地上長得更快更有活力，因為魚在它們的自然棲息地吃藻類。
燃料——生物柴油。直接從藻類生物質(zhì)能中榨取藻類油，從陽光、二氧化碳和廢水中生產(chǎn)可再生、可持續(xù)、高能量生物燃料。如果要取代美國的乙醇生產(chǎn)，需要200萬英畝的沙漠，也就是半個亞利桑那州縣的面積。用藻類取代玉米作為生物燃料原料每年將節(jié)省4000萬英畝的農(nóng)田，2萬億加侖的水，2.4億噸的土壤侵蝕和廣泛的水污染。
燃料-噴氣燃料，乙醇和氫。藻類可以生產(chǎn)包括汽油在內(nèi)的各種高能量液體運輸燃料。雖然與榨取藻類油相比，煉油通常需要更多的能源投入，但美國的乙醇煉油能力可能會過剩。藻類可以在化石燃料精煉廠提煉成從化石燃料中提煉出來的相同產(chǎn)品，因為化石燃料就是石化的藻類。
化石燃料。取代美國的乙醇生產(chǎn)還將節(jié)省70億加侖用于生產(chǎn)乙醇的化石燃料。將美國十分之一的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)從骯臟的柴油轉(zhuǎn)移到清潔的藻類柴油，將清潔環(huán)境，并每年節(jié)省200億加侖的化石燃料。如果用藻類油來替代卡車、火車、輪船和飛機所使用的部分柴油，將節(jié)省更多的化石燃料。
火做飯。每年，做飯和用木頭、雜草和糞便取暖產(chǎn)生的黑煙造成160萬人死亡，1 000萬人殘疾，其中大多數(shù)是婦女和兒童。清潔燃燒，高能量藻類油可以結(jié)束煙霧死亡和許多煙霧殘疾。用藻類油代替木材、糞便和農(nóng)業(yè)材料將節(jié)省大量收集木柴的勞動力，并允許重新種植森林。
生態(tài)解決方案
淡水。廢水通過藻類養(yǎng)殖為植物提供養(yǎng)料并凈化水。使用廢水或鹽水生產(chǎn)燃料、飼料或肥料可以節(jié)省原本用于陸地作物的水。用藻類食品取代美國一半的糧食出口將節(jié)省3000萬英畝的農(nóng)田、2萬億加侖的水和50億加侖的化石燃料。
新鮮的空氣。通過藻類養(yǎng)殖排放煙囪氣體，可以從發(fā)電廠或工業(yè)工廠中去除二氧化碳、一氧化氮、硫和汞等重金屬，隔離溫室氣體并凈化空氣。藻類只能解決部分問題，因為這種植物只能在陽光下生長，而且發(fā)電廠一天24小時運轉(zhuǎn)。據(jù)報道，一些制作人已經(jīng)成功地將種植燈用于夜間制作。
肥料。固氮藻類可以以極低的生產(chǎn)成本和能源投入提供高氮肥料。該產(chǎn)品是天然的，支持有機食品生產(chǎn)，可以為全球自給自足的農(nóng)民提供廉價的當?shù)胤柿稀Ｔ孱惢以谂腼兓鹬腥紵笕跃哂蟹柿蟽r值。
森林。高能量藻類油燃料可以結(jié)束對砍伐森林和草地作為烹飪和取暖燃料的需求。村民可以重新種植堅果樹或豆類作為食物，以抵消藻類食物提供的低熱量。
新穎的解決方案
面料。藻類碳水化合物類似于木材，可以制成紡織品、紙張和建筑材料。藻類紙和建筑材料拯救了森林。織物可以節(jié)省農(nóng)田用于種植糧食，并提供溫暖。藻類可以制成生物可降解塑料、生物燃料或其他精煉產(chǎn)品。
外國援助。美國的對外援助提供了美國補貼食品，破壞或摧毀了當?shù)氐募Z食生產(chǎn)，因為農(nóng)民無法與美國補貼食品競爭。贈送糧食未能解決饑餓和貧困的根本原因——地方對糧食資源的控制和社區(qū)參與。藻類養(yǎng)殖的對外援助將轉(zhuǎn)移知識和一些啟動材料，以便在當?shù)胤N植藻類食品、燃料、飼料、肥料和藥物。
饑荒和救災。藻類含有豐富的維生素和礦物質(zhì)，可以激活免疫系統(tǒng)，抵御饑餓，同時提供燃料、飼料、織物、肥料和優(yōu)質(zhì)藥物。災害救濟和當?shù)氐脑孱惿a(chǎn)可以防止數(shù)百萬人挨餓。當?shù)氐脑孱惿a(chǎn)解決了糧食分配的關(guān)鍵問題。
好藥物。高質(zhì)量、負擔得起的藥品、疫苗和藥品可由藻類副產(chǎn)品制成，或在藻類生物工程中生長，以生產(chǎn)抗生素、維生素、營養(yǎng)品和疫苗等先進化合物。這些化合物現(xiàn)在在陸地植物和動物中生長，因此藻類的生產(chǎn)速度更快，成本更低。在當?shù)卮迩f種植的設(shè)計藻類可以通過提供不需要包裝或分發(fā)的低成本疫苗或其他藥物，拯救數(shù)百萬人的生命。精細藥物，特別是為個人量身定制的個性化藥物，可能比所有其他藻類副產(chǎn)品加在一起的價值更高。
自然界在地球上的第一個食物生產(chǎn)系統(tǒng)，藻類養(yǎng)殖，提供了非凡的好處。商業(yè)和小規(guī)模種植系統(tǒng)的解決方案將引發(fā)一場綠色淘金熱，從藻類中生產(chǎn)高價值和負擔得起的食品、燃料、飼料、化肥和藥物。
藻類食品可以創(chuàng)造豐富的食物和能源，同時減少對需要大量農(nóng)田、淡水、化肥和化石燃料的食品的需求。只向大氣中添加氧氣而不污染當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的糧食生產(chǎn)將為環(huán)境提供非常積極的凈產(chǎn)量。