螺旋藻可以解决北欧的粮食安全问题？--冰岛可能成为替代蛋白质的主要来源

Vaxa 的技术利用地热发电厂的自然输出，包括 100% 绿色能源、冷热非海水和碳，为藻类生长的生产过程提供动力。
by 凯瑟琳理查兹博士

Iceland 可以通过扩大其螺旋藻的工业生产来帮助解决北欧的粮食安全问题——螺旋藻是一种营养丰富、可持续且抗风险的替代蛋白质来源。 通过重新分配目前重工业消耗的电力，冰岛可以成为一个主要的、可持续的替代蛋白质出口国。

根据最雄心勃勃的估计，冰岛可以实现蛋白质自给自足，每年能够养活超过 XNUMX 万欧洲人，这是一项新的 可行性研究 提示。

在冰岛，螺旋藻已经在一种由可再生能源提供动力的新型工业规模生物质培养系统中成功生产。 目前正在运行的是 Hellisheidi 生产装置，由 Vaxa Iceland 运营，位于 Hellisheiði 地热发电厂。 生产过程是碳中性的。

出于可行性研究的目的，Asaf Tzachor 博士和 Catherine Richards 博士来自 存在风险研究中心 剑桥大学 (CSER) 与来自丹麦和冰岛的研究人员合作，探讨了冰岛在支持北欧国家实现蛋白质自给自足方面的作用。 来自 Hellisheidi 生产单位的数据被用作研究人员蛋白质自给自足可行性模型的基准。 该模型用于评估进一步扩大冰岛螺旋藻生产能力和出口可食用生物质的情景。 他们的发现发表在期刊上 食品.

研究人员使用六种螺旋藻生产规模扩大方案，根据当前安装和潜在安装的可再生能源容量的使用情况评估了可能的生产扩展。

橙色点 = 地热发电厂。 深蓝点 = 水力发电厂。 亮绿色的点 = 风力涡轮发电厂。 黄点 = 太阳能发电厂。 紫色圆点 = 石油发电厂。 淡蓝色圆点 = 家庭发电厂。 白点 = 备用发电厂。 地图数据由冰岛政府提供。
在这个行业 冰岛总电力的 99% 由低碳、可再生和不间断的水电和地热资源产生。

该模型由两个主要部分组成：蛋白质供应（包括真实世界的螺旋藻生产数据）和蛋白质需求（考虑成人每日蛋白质摄入需求以及螺旋藻生物量满足这些需求的适用性）。 据研究人员称，要确保所有必需氨基酸的摄入量充足，男性每年需要摄入 39.34 千克螺旋藻生物量（干重），而女性则需要摄入 33.72 千克螺旋藻生物量。

在第一个生产规模扩大情景下，假设保守扩大规模，冰岛可以实现蛋白质自给自足，每年使用 20,925% 的现有发电能力生产 15 吨螺旋藻。 这足以满足 572,867 人的蛋白质和膳食需求。

在第六种情况下，被称为“最终扩大”，冰岛可以自给自足，并且在重工业使用的更多能源容量分配中，该国可以额外满足立陶宛和拉脱维亚，或立陶宛和爱沙尼亚的需求，加上泽西岛、马恩岛、根西岛和法罗群岛。 在这个使用计划能源项目的最雄心勃勃的情景下，冰岛可以支持自己加上丹麦（6,104,474 年人口为 2030 人），或芬兰、挪威或爱尔兰，每年生产多达 242,366 吨螺旋藻生物质，满足 6,635,052 人的需求。

“欧洲依赖第三方进口富含蛋白质的农作物以满足国内食品需求，使这些国家面临蛋白质供应变化中断的风险，”Tzachor 博士说。 “这使欧洲粮食安全变得脆弱，气候变化对我们全球农业系统的影响只会进一步加剧这种情况。 这就是为什么可持续的蛋白质自给自足是一个热门话题，螺旋藻被认为是一种这样的“未来食品”，被公认为是完全蛋白质的极好提供者，具有包括抗氧化和抗炎作用在内的营养价值。”

通过重新分配目前重工业消耗的电力，冰岛可以成为一个主要的、可持续的替代蛋白质出口国。
虽然这不是他们可行性研究的主要重点，但研究人员还注意到螺旋藻生产的辅助环境效益，即温室气体减排。 预计如果全球温室气体减排优先于北欧的蛋白质自给自足，而西方饮食中采用螺旋藻生物质作为牛肉蛋白质替代品（以药丸或压粉的形式），普通消费者可能会保持均衡饮食，同时减少与肉牛农业和肉类加工相关的温室气体排放。

“在每蛋白质蛋白质的基础上，每消耗一公斤螺旋藻（干重）而不是肉牛肉，可以减少 315 公斤二氧化碳当量（COXNUMX-eq），”说 理查兹博士，她在工程系完成了博士学位。 “作为一种减缓气候变化的选择，在最雄心勃勃的情景下，仅这项干预一项就可以每年节省 75.1 万吨二氧化碳当量，相当于欧洲季度温室气体排放量的 7.3%。” 虽然可行性研究中考虑的扩大规模情景假设了理想化的生产条件，但研究人员承认这些成功取决于充足电力的分配。 此外，在冰岛螺旋藻产量增加方面，还有财务方面的考虑因素，以及向公众宣传食用螺旋藻的好处所需开展的更广泛的宣传工作。

理查兹博士说：“最终，冰岛在这里有一个真正的机会来推动其生物技术产业的发展。” “通过重新分配目前重工业消耗的电力，冰岛可以转变为一个主要的可持续替代蛋白质出口国。”

参考资料：Asaf Tzachor，Catherine E. Richards，等。 '冰岛在北欧蛋白质自给自足中的潜在作用：在新型能量食品系统中大规模生产螺旋藻的可行性研究'. 食品 (2022)。 DOI： 10.3390/食品12010038