火山溫泉中採集 發酵成胺基酸微生物變蛋白質 端上餐桌

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編譯韋士塔
在環境保育意識的推波助瀾下,將微生物作為蛋白質和食物原料的研究正蓬勃發展。繼以黃豆和碗豆為基底的人造肉成功走上百姓餐桌後,愈來愈多生技新創企業正運用人工智慧(AI)和先進的發酵技術,將微生物培植為人體所需的胺基酸。
芝加哥的新創業者Sustainable Bioproducts正採集生存在黃石國家公園火山溫泉的微生物,試圖用這些嗜極微生物製造蛋白質,以餵養不斷膨脹的人口並改革農業版圖。在法國食品巨擘達能集團(Danone)和全球4大糧商Archer Daniels Midland(ADM)等投資方的注資下,Sustainable Bioproducts去年成功籌得3300萬美元,期望於12個至18個月後在美國市場推出替代性蛋白質。
一直到近幾十年,科學家才逐漸揭開微生物的神秘面紗,並了解包括細菌、藻類及菌類的效用。如今像比爾蓋茲和軟銀等創業與投資家正瞄準微生物的龐大潛力,期待有朝一日能翻轉食物和農業。拜科技進展所賜,DNA測序和檢測等技術變得更加便宜,讓科學家能檢視微生物及其組織構造,部分新創企業還能透過基因工程大規模再造微生物。
在農業方面,包括Joyn Bio、Pivot Bio及Indigo等愈來愈多生技企業正投入永續農業,嘗試利用微生物保護和培育作物,從而減少化肥並維持產量。同樣採用微生物的還有美國新創企業MycoTechnology,該公司利用蘑菇的菌絲體將豌豆和米蛋白發酵成蛋白質原料;去年獲得英國石油(BP)投資3000萬美元的Calysta,則將嗜甲烷菌的微生物製成魚飼料,投資方還有農業巨頭嘉吉(Cargill)。
隨著合成化學農藥氾濫對環境的疑慮漸增,與微生物有關的農業研究開始興起。集約農業使用的除草劑、殺菌劑及化肥,向來被視為導致土壤肥沃度下降的原因;排入河川大洋的含氮農業廢水則形成海洋死區。市調機構PitchBook的數據顯示,2018年全球投入農作微生物研究新創企業的投資額達到5.11億美元,年增40%。
這個時機點適逢美國頁岩油產量大增,使得生質能源的需求降溫,迫使許多植物生物學家轉而投入其他領域。原本微生物主要用於製藥研究,但隨著人才與資金開始流向蓬勃發展的食物和農業科技產業,使微生物研發推向另一個層次。Joyn生技公司執行長穆勒(Mike Miille)說:「餵養人類和營養層面的研究,具有全球性的意義,參與其中令科學家感到振奮和充滿挑戰。」
儘管如此,微生物在應用上處處面臨挑戰。在食物方面,生產成本較高且消費者接受度備受考驗;在農業方面,農夫過去對微生物肥的低效率大感失望,因此新產品和新技術必須先克服農民的疑慮。此外,存在於土壤和植物根部的微生物還傾向特定的生存環境。農業專家表示,找到合適且普遍有效的微生物需要耗費相當時間,還需要匯集大量資料說服農民,讓他們了解其效用不亞於化肥。

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