Logo
Cover

Климатический кризис, увеличение численности населения и деградация экосистем угрожают продовольственной безопасности миллиардов людей. К тому же нынешняя система сельского хозяйства является основным источником выбросов парниковых газов и загрязнения окружающей среды. Чтобы не голодать в будущем, нужны альтернативные продовольственные системы. Ученые считают, что решением проблемы могут стать водоросли. Они богаты белком, витаминами и минералами, и их можно выращивать в соленой воде. Однако, чтобы сделать водоросли коммерчески успешным продуктом, нужно каким-то образом масштабировать их производство по всему миру.

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего (UCSD) считают, что водоросли могут стать новым видом суперпродуктов благодаря высокому содержанию белка и питательных веществ. Они излагают свои доводы в статье, опубликованной в журнале Frontiers in Nutrition. В документе анализируется современная научная литература о микроводорослях — универсальном термине для тысяч микроскопических видов водорослей и других фотосинтезирующих организмов, таких как цианобактерии, обитающие в различных водных средах. Хотя водоросли давно изучаются как источник биотоплива благодаря высокому содержанию липидов или жиров, они также вызывают интерес у исследователей из-за их потенциала быть более эффективным источником пищи.

Например, исследование 2014 года, цитируемое в текущей статье, показало, что водоросли могут ежегодно производить в 167 раз больше полезной биомассы, чем кукуруза, при использовании того же количества земли. Другие модели прогнозируют, что существующие штаммы водорослей потенциально могут заменить 25% потребления белка в Европе и 50% общего потребления растительного масла при выращивании на доступных землях, которые не используются для традиционных культур. Водоросли имеют преимущество в производстве белка на акр — если сравнивать с соей, его в 10-20 раз больше.

Кроме того, некоторые виды водорослей можно выращивать в солоноватой или соленой воде и даже в сточных водах молочного производства. Это означает, что пресную воду можно зарезервировать для других нужд. С точки зрения питания многие виды водорослей богаты витаминами, минералами и особенно макроэлементами, необходимыми для рациона человека, такими как аминокислоты и омега-3 жирные кислоты.

Введение водорослей рацион ставит ученых перед новыми вызовам. Им нужно найти или разработать штаммы водорослей, которые отвечают всем требованиям: высокие урожаи биомассы, высокое содержание белка и наиболее эффективные условия выращивания с точки зрения землепользования, потребности в воде и питательных веществах. Авторы UCSD описывают различные научные инструменты, позволяющие сделать коммерчески жизнеспособный продукт из водорослей. Например, в одном эксперименте описывалось усиление астаксантина, пигмента-антиоксиданта, который имеет различные преимущества для здоровья с помощью целенаправленных генетических мутаций. Другой мутагенный эксперимент смог увеличить как выход биомассы, так и содержание белка для другого штамма водорослей, особенно при выращивании в простом недорогом соке сладкого сорго.

Наиболее вероятные подходы к коммерческому развитию водорослей высшего качества будут включать сочетание традиционной селекции с молекулярной инженерией, считают ученые. Питание и урожайность — не единственные параметры. Для конверсии некоторых потребителей может потребоваться корректировка цвета, вкуса и уменьшение характерного рыбного запаха. Другие эксперименты уже продемонстрировали способность изменять эти органолептические характеристики при одновременном повышении содержания белка в новых штаммах водорослей.

Самая большая проблема для коммерческого развития заключается в возможности масштабировать производство по всему миру, вывести эти новые продукты на мировой уровень, как это получилось со смартфонами, компьютерами, фотогальваническими панелями и электромобилями.