科學家實驗室中的神奇藍藻,以及壹堆瘋狂又詩意的腦洞產品

国产v亚洲v天堂a來自 2016-07-02 堯先森 DECODE解碼

国产v亚洲v天堂a2007年5月29日晚7點,無錫家樂福超市,純凈水櫃臺前擠滿了市民。不少市民壹口氣買了四五箱純凈水搬回家,而貨架已經空空入也。工作人員老王表示,上午起開始有市民大批量買純凈水,臨近中午時5升裝水已經斷貨,而現在,什麽都不剩了。

無錫藍藻汙染買水

無錫藍藻汙染買水

那是每個無錫人民都記得2007年的初夏。那壹年的5月底,無錫市區大批市民家中的自來水突然伴有難聞的氣味,無法飲用。桶裝水和礦泉水頓時成為稀缺品,街頭小店賣18L桶裝水的零售價從平時的每桶8元上漲到50元。伴隨著搶購過程的,是踩踏擁擠和肢體沖突。

當年臨測數據顯示,入夏後持續的高溫少雨導致無錫臨考的太湖50年來最低水位,加之近年來由於太湖水質汙染嚴重,水體富營養化程度加劇,導致了藍藻的提前大規模爆發。藍藻死亡後腐敗所導致的惡臭汙染了水源,並將臨濱的整座無錫市籠罩在腐臭的味道下長達壹個月。據測算,此次藍藻爆發所導致的直接經濟損失達到28.77億元(生活用水損失和旅遊經濟損失),間接經濟損失達到520億元(救災所出動人力和物力耗費)。

讓我們來看看當年無錫水汙染事件的元兇,銅綠微囊藻 (Microcystis aeruginosa):

銅綠微囊藻銅綠微囊藻

Wikipedia百科對銅綠微囊藻的描述是:壹種出現在淡水中的藍藻,會產生有害藻華。在理想環境下可以持續產生對肝有害的微囊藻素,是飲用水汙染的來源之壹,且這種毒素對熱的抗性高,甚至以活性炭吸附、加入氯或臭氧消毒液無法完全消除。實驗室顯示,該藻種的最高生長率發生在32攝氏度,而毒性最強的溫度是20攝氏度。出了毒素外,其形成藻華時淡水溶氧量的顯著降低也會導致水中動物的死亡。

對這些水體裏的藍藻,最直接的方案就是打撈。從2007年起,無錫市政府每年花費7千萬人民幣進行藍藻的打撈及後期處理。那麽,這些藍藻被打撈起來以後,歸宿是什麽呢?目前,國內采用的比較普遍的方法是將打撈起來的藻類制成有機肥原料,變廢為寶。聽著像是壹個圓滿的結局,但是,故事永遠有壹個但是。

但是老美對於海藻有更腦洞大開的玩法。

ALGIX?| 用藍藻來環保地造汽車,蓋房子!

這家公司的產品設計的簡單而粗暴。公司的CEO是地道的白皮老美,但名片卻是中英雙語的,原來,這家公司居然將分公司開在了無錫,而其產品所使用的原料,自然就來自太湖。這家公司與當地政府進行合作,在藍藻被打撈和脫水之後,大量買進運幹藻運到美國的倉庫,進行以下諸多神奇產品的生產:

Solaplast 藍藻脂粒

Solaplast 藍藻脂粒

Solaplast 藍藻脂粒

藍藻質含量45-55%。這些脂粒在經過物理處理後,可用於產品包裝、農業、食品、建築、地板、鞋底材料、車輛制造等行業。

3D打印線

聚乳酸PLA,3D打印線

聚乳酸PLA,3D打印線

由ALGIX與3DFuel合作開發,將藍藻幹與聚乳酸混合制成,使得該3D打印出的產品具有很好的可降解性,因此相較於傳統的3D打印需要使用大量塑料而造成的環境問題更為環保。

公司的所有產品沒有任何高科技,純粹的混合,將幹藻粉按照壹定比例與聚合物材料混合,制造出高降解性的材料,打著環保之名,橫掃壹切材料行業(所有產品都標註原材料來自於藍藻泛濫的地方,所以公司屬於在做公益。。。),用低廉的價格買進材料,添加創意之後再用高價賣出加工後的產品和材料,真是資本主義的典型啊。。。

作者君當年與這家公司CEO交談的時候,插進來了壹個德國的科學家,他的實驗室也在試圖使用藻類生產壹些建築材料,於是,資本家狡黠壹笑,說“妳要買我的原料麽,我還賣幹藻粉哦”。

藻青素(phycocyanine)

藻青素(phycocyanine)

AlphaBiotech?| 讓藍藻帶我們浪起來

這家法國公司的產品與其國家特色壹樣,給海藻賦予了極具“浪”的色彩:

藻青素(phycocyanine)

藻青素(phycocyanine)

這是壹種名為螺旋藻的藍藻提取物,主要成分叫做藻青素(phycocyanine),是壹種很好的抗氧化劑。這個產品的顏色在黑色的背景下顯示出血紅色,而在白色的背景下顯示出的確是寶石藍色,是壹種帶有夢幻色彩飲料的健康色素添加劑。

藍藻光合作用

藍藻光合作用

在榨取藻青素的過程中,壹部分藻內所含的蛋白質、維他命B12、鐵、鎂、鈣等對人體有益處的營養物質也會被附帶提取出來,為該產品提供額外的營養補充特質。在帥帥的法國CEO的唆使下,作者君有喝下過壹瓶樣品,只有健康的味道(無味)。

不僅如此老美還嘗試將藍藻打造成乙醇生產。

Algenol?| 藍藻是產酒精的綠色“奶牛”

在科學家的打造下,藍藻還成為了壹部生產燃料的機器。藍藻可用於生產多種可燃燒物質,包括醇類,氫氣和生物柴油。不過,迄今為止,只有壹家公司可以將藍藻的乙醇生產進行商業化,這家公司叫做Algenol。乙醇壹般是通過無氧發酵細胞內或外的糖分得來的,但是糖分的生產是有成本的。

藍藻可以通過光合作用吸收外界的二氧化碳生成糖分儲存於體內,然後在無光無氧的情況下進行發酵。壹些藍藻可以在發酵過程中生成少量的乙醇,釋放出來。然而,發酵產生乙醇的方法產量低,速率慢,並不經濟。

Algenol通過改造基因使得其特有的藍藻藻種(保密)可以直接在陽光下通過光合作用,將二氧化碳直接吸收並且轉化成乙醇,從而大大降低了生產成本,並且提高了生產效率。

 

乙醇被藍藻生產出來後便被排入營養液中,達到壹定濃度後營養液中的乙醇會被進壹步提純。2013年,Algenol聲明其乙醇年產量可以達到9000加侖/英畝/年。這個產量比美國前兩年搞得紅紅火火的玉米造乙醇的產量高了22倍。不過,生物燃料現在還在很初級的發展科研階段,離工業化,商業化還有很遠的距離

去年習大大訪美的時候,這家公司當時的CEO Paul Woods還受邀與習大大熱烈親切交談,並表示願(jí bù)意(qíng yuàn)將在中國建廠,將其技術引入中國,為我國的清潔能源發展計劃助壹臂之力,並公開稱呼中國人民為老(piáo)朋(qiè)友(zh?),因此有幸成為作者君最崇(yàn)拜(wù)的天(sh?)才(bī),沒有之壹。

藍藻薄膜袋培養

藍藻薄膜袋培養

偏了偏了,我們回到汙染水源的問題上來,水土營養富集會導致藍藻的爆發。這些營養物質自然與沿湖的企業汙水和生活汙水無序排放有直接聯系,夏季充足的陽光更是讓這些靠光能長身子的的藻類橫行瘋長。藻類在生長的過程中,將會從水體中抽取營養物質,生成自己的生物質。

這個過程中,藍藻同時也在起到凈化水體的作用,只要不出現大面積死亡腐爛現象。既然我們已經知道藍藻的生物質有那麽多用處,那麽是否可以用藍藻來處理工業/生活汙水,進而將藻類分離出來進行高價值的處理呢

答案是,有可能。

Flinders?| 用藍藻幫助亞洲農民兄弟用上幹凈的水

2014年,壹位富有國際精神的澳大利亞科學家,來自Flinders大學的Howard Fallowfield教授發明了壹套試用藍藻高效處理生活汙水的小型系統,適用於中國以及東南亞的農業區域,處理過的生活汙水可以使用澆灌農田。

藍藻幫助亞洲農民兄弟用上幹凈的水藍藻幫助亞洲農民兄弟用上幹凈的水

藍藻幫助亞洲農民兄弟用上幹凈的水

傳統的生活汙水處理系統需要用氧氣泵打入大量的氧氣來促進喜氧菌對汙水中營養物質的吸收降解,但是這樣的系統需要65天的周期來完成處理。Flinders大學的這個藍藻汙水處理系統只需要傳統系統的40%的空間,處理周期時間也只需要55天左右。在使用藍藻處理汙水的過程中,水體會堿化,進而提高水體氧化處理的效率。

這個系統每天可以處理12,000-14,000升的汙水,造價介乎於10-20萬美金。圍繞著太湖的區域分布著大大小小不少的村莊,這套系統如果得到引入將會使得前景很美好。

NASA?| 海洋上的汙水處理生態航母

在海洋上,也曾經有個叫做Jonathan Trent的來自NASA的科學家構想過壹個美好的藻類汙水處理系統建設。將汙水和藻株裝入壹個特殊透明材質的袋子內,讓其漂浮在海面上,利用海綿的波濤來促進袋子內的藻類的攪拌,讓其更加有效地利用陽光,更好地生長。

OMEGA,即Offshore Membrane Enclosures forGrowing Algae

OMEGA,即Offshore Membrane Enclosures forGrowing Algae

汙水處理完畢後,汙水可以排入外部水體,而藻類可以用於多種用處,包括生物柴油、肥料、飼料等。這個系統被命名為OMEGA,即Offshore Membrane Enclosures forGrowing Algae 。

OMEGA系統

OMEGA系統

按照Trent教授當時的設想,降低成本的壹個有效方法是將這套OMEGA系統打造成立體的近海系統,海平面以上建立風能收集系統,海表面處理汙水生產高附加值海藻,海平面以下養殖鮑魚等高附加值水產品,以期待這種三位壹體的混合系統可以用高產出來抵消高投入,使得項目可盈利化。

OMEGA系統

OMEGA系統

Trent教授甚至當時已經選定了舊金山的海灣作為OMEGA的試驗田。不過,這個系統由於成本問題,目前已經被NASA放棄,並且由於無法有效獲得後續研發的資金,已經被科學家Trent教授本人停止。

吃貨秘籍?| 來自水面的營養大餐

老美們同時在不斷開發藍藻的營養價值。很多的藍藻體內含有豐富的OMEGA-3,也是魚油的主要有價值成分,有降血脂,防血栓,抗心律失常,降低血壓。然而,實際上魚本身是不會生產OMEGA-3的,但是魚會吃富含OMEGA-3的藻類,從而獲得OMEGA-3儲存在其脂肪內,也就是提取後的魚油。所以,可以考慮直接食用藍藻藻幹(反正跟魚油壹樣不好吃(魚油:“怪我咯。”))。

目前有多家老美公司出售以螺旋藻為主要成分的藻粉,其主要功效包括:

1.????富含蛋白質,維他命B1、B2、B3和多種微量元素等元素

2.????富含抗氧化劑,減輕發炎癥狀,還可以增加肌肉強度和耐久度

3.????降血脂,預防心臟病

4.????壹些研究表明其有防癌抗癌的特性,特別是口腔癌

5.????降血壓,每日4.5克的攝入量被顯示可以有效降低高血壓病人的血壓

6.????減輕過敏性鼻炎的癥狀

7.????減輕貧血癥狀

8.????降血糖

螺旋藻為主要成分的藻粉螺旋藻為主要成分的藻粉

(鏈接: https://authoritynutrition.com/10-proven-benefits-of-spirulina/

不僅如此,鐘愛黑暗料理的老美還將螺旋藻 (Spirulina)打造成了壹盤盤菜,要知道其在顯微鏡下的真容是這樣的:

螺旋藻

螺旋藻

作為壹個資深吃貨,我毅然決然把文末寶貴的空間貢獻給螺旋藻能做出來的健康美食。以下內容都來自該網站:www.spirulinaacademy.com

前菜,我們來壹道 Spirulina Tapenade,螺旋藻與橄欖醬混合在壹起的美味,蘸上酥香烤面包,瞬間開胃:

螺旋藻食物

螺旋藻食物

主菜壹定要點上這道螺旋藻意面

螺旋藻食物

螺旋藻食物

再配上這道螺旋藻森林蛋糕卷

螺旋藻食物

螺旋藻食物

用餐時需要喝這杯奇異螺旋藻冰沙

螺旋藻飲料

螺旋藻飲料

餐後有這道 螺旋藻椰絲餅 作為甜點:

螺旋藻食物

螺旋藻食物

壹頓健康的螺旋藻大餐就完整了。

DECODE解碼作者

DECODE解碼作者

回復留言

如需購買藻種、光生物反應器定制,配件購買,請聯系我們