人类未来的食物

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所属分类:人与自然

自古以来,人类主要是以种植各种作物来生产粮食,靠饲养家畜家禽来获取肉、奶、蛋。随着世界人口的不断增加,使耕地面积日趋减少,依靠传统的农业和畜牧业很难满足人类对食物的需求。因此,在设法提高单位面积产量的同时,开辟食物新来源,已刻不容缓。

开发海洋生物资源

在地球表面,蓝色的海洋总面积为3.61059亿平方公里,占地球总表面积的71%。在浩瀚的海洋里,生物资源要比陆地多得多,不仅品种繁多,而且数量巨大。目前,人们对海洋生物资源的利用仅只是一小部分鱼虾、贝类和海藻。因此,海洋这个巨大的“食源宝库”,还有待人们去开发。

为了能够捕到更多的鱼,一些国家采用了新奇的捕鱼方法。例如,美国训练海豚来驱赶、聚集鱼群,使捕获量大增;日本按照巴甫洛夫理论训练“带头鱼”,信号一发出,受到训练的“带头鱼”就会率领鱼群游入网内。

除了鱼虾、贝类以外,海洋中不计其数的浮游生物也是人类的很好食源。现在科学家正在进行利用海洋浮游生物制作食品的试验,在不久的将来,即可为人类提供各种新食品。

现在世界上许多国家都非常重视海藻的开发利用。比如,日本把海藻视为长寿食品,每天给学生吃定量的海藻食品,以促进脑细胞发育,开发智力;我国也推出了海藻补碘面条,在开发海藻方面,做出了有益的尝试。营养学家预言,各种新鲜的、冷冻的和干制的海藻,在未来的食物中将占据重要的地位。

科学家不仅千方百计地开发利用现有的海洋生物资源,而且越来越重视开辟“海洋牧潮和“海洋农潮,大力发展海洋生物的养殖,并将此称为“蓝色革命”。例如,日本把大量的形状各异的水泥块投入海底,以形成大面积的“人造海礁”。以后,“人造海礁”就会逐渐长满千姿百态海洋生物,如褐藻、黑藻、马尾藻、海带、紫菜、裙带菜,形成“海洋牧潮的“草原”;同时,还有牡蛎、嵘螺、寄居蟹、海蟹等,这样鱼类便可食在其中,从而成为很好的“海洋牧潮。

在“海洋农潮方面,现在主要集中在海藻的人工养殖上,目前世界年产量已达240万吨。科学家正在研究海藻的生长环境、施肥量、光照量对其生长的影响,以及使用光纤导入光量,以增强其光合作用。科学家深信,“蓝色革命”将为人类带来美好的希望。

小球藻和螺旋藻

小球藻是一种微小的绿藻,据测定,它的蛋白质含量约为50~55%,脂肪含量为10~30%,碳水化合物含量为10~35%,其营养价值相当于鸡蛋的5倍、花生仁的2倍,被人们誉为“水中猪肉”。此外,小球藻还含有丰富的维生素,据测定,其维生素含量要比一般蔬菜都高。比如,在500克小球藻粉中,含维生素A113.00毫克,维生素B10.33毫克、维生素B23.60毫克;在相同重量的菠菜中,分别含量只有2.06毫克、0.04毫克、0.13毫克;而在相同重量的大白菜中,分别含量仅有0.11毫克、0.02毫克、0.04毫克。

小球藻维生素C的含量是柑桔的2倍,特别是还含有一般食物中所缺少的维生素B12。

早在第一次世界大战期间,德国为了解决粮食短缺,就将小球藻作为新的食物来源加以研究和开发。第二次世界大战中,美国又利用小球藻作为航空食品,因为小球藻营养丰富,重量轻,符合航空食品的要求;第二次世界大战结束后,美国进行了小球藻大面积培养,想用它来代替粮食。日本从明治末期开始研究小球藻,目前日本正在大力开发小球藻,并实现了产业化规模生产。他们从小球藻中提取到一种烤胶化合物,制成面包添加剂,加到面里即可做成色香味俱全的高级藻类面包,既节省了粮食,又提高了面包的营养价值,并降低了成本。营养学家预言,这种藻类面包将以价廉味美而风靡全球。

科学家提出,凡是在地球上不适于栽培农作物的地区,如极地等,都可以在人工控制下培养小球藻,这样就可以在地球上扩大生产面积,以小球藻来取代一部分粮食;同时,在地球上以碳水化合物为主要食物而缺少蛋白质、脂肪和维生素的地区,可通过大量培养小球藻来补充那些地区人们的营养。

螺旋藻是蓝藻中的一种,它比小球藻的细胞大100多倍。据考证,螺旋藻是一种古老的藻类植物,它已经历了35亿年的漫长岁月,可是人们发现螺旋藻的营养价值,却是本世纪40年代的事。据分析测定,螺旋藻的蛋白质含量高达60~70%,是大豆的1.5倍、鸡蛋的2.4倍、猪肉的4倍,是人类迄今已发现的动植物中蛋白质含量最高的。螺旋藻还含有17种氨基酸,其中有8种是人体自己不能合成的必需氨基酸。此外,螺旋藻还含有丰富的γ-亚麻酸、β-胡萝卜素、玉米黄脂、藻蓝蛋白以及多种生物活性物质,是一种优良的纯天然保健食品,具有增强肌体免疫功能、防癌、抑癌、抗辐射作用;对病后康复和儿童加强营养,对老年人身体保舰延年益寿均有特殊功效。毫不夸张地说,螺旋藻是大自然奉献给人类最完美的食品,因此被联合国粮农组织推荐为未来最理想的食品。

目前,许多国家如美国、墨西哥、古巴等,都正在开发螺旋藻食品,除了作为各种食品的添加剂外,还有直接作为保健食品的螺旋藻粉、片和胶囊等。目前我国不仅建立了螺旋藻养殖基地,而且开发了螺旋藻系列产品,以及生产了螺旋藻能量块、螺旋藻酸奶、螺旋藻冰淇淋、螺旋藻饮料等产品。

科学家预测,下个世纪各种各样的螺旋藻食品将占领人们的餐桌。

昆虫食品

昆虫是地球上种类最多的动物群体,其生物量超过其他生物总量的10倍,所以是一个有待开发的巨大食物来源。

昆虫不仅营养丰富,而且吃起来味道也不错。比如,蟋蟀有生菜味,蚂蚁有核桃味,黄峰卵有杏仁味,蝇蛆吃起来犹如奶油,油炸蝗虫的味道颇似油炸大虾。

昆虫资源非常丰富,迄今全世界已确定出3650余种昆虫可供食用,但目前开发的仅有数十余种,可见开发潜力非常之大。再者,昆虫繁殖极快,用工业化饲养昆虫要比饲养家畜家禽省事、省时,成本也可大为降低。例如,一对普通家蝇在良好的条件下,6个月可繁殖后代100万亿,仅计算其产卵量,即可得到蛋白质300吨。这样高的繁殖率,是任何家畜家禽所不能相比的。

微生物食品

早在第一次世界大战期间,德国为了解决粮食的严重不足,就开始研究利用培养酵母菌来生产蛋白质。由于这种酵母蛋白经压榨后很像猪肉和牛肉,所以被誉为“人造肉”。因为酵母菌是由单细胞组成的,故称它为单细胞生物,由它生产出来的蛋白质,也就叫单细胞蛋白。

第二次世界大战爆发后,德国再次开始生产酵母蛋白,当时年产量达11000吨,随后,英国也开始生产酵母蛋白,其含量比德国的高,味道也比德国好,接着,美国也着手生产酵母蛋白,并将它混合在食品中食用。

用酵母来生产蛋白质的优点是,可以工厂化生产,不受地区和气候的影响,尤其是生产率高,是任何动植物都无法相比的。有人计算,一头250公斤的牛,一天一夜可合成蛋白质0.4公斤;而同样重量的酵母菌,在一定条件下,24小时内就可生产出25吨蛋白质,其效率是牛的几万倍。再者,利用微生物发酵来生产蛋白质,其原料极为丰富,如石油、天然气、煤炭、树叶、木屑、农副产品加工的下脚料,以及工业废水、废渣,甚至城市垃圾等,这样可以“变废为宝”,科学家指出,这是具有战略意义的大食品工业。因此,世界各国都在纷纷建设单细胞蛋白工厂,如英国、法国、罗马尼亚、意大利、中国、古巴、俄罗斯等国,其中俄罗斯每年产量可达150万吨,居世界首位。

我们日常吃的油,主要是从油料作物和畜产品中得来的。现在发现有不少微生物能生产油脂,主要是霉菌和酵母菌一类,特别是产脂内孢霉是最优良的产油微生物,其油脂收获率达菌体的50%。目前,日本、法国等国利用微生物生产油脂,已初具工业化生产规模。我国在这方面也取得了可喜的成绩。

近年来,由于微生物工程技术的发展,又给利用微生物生产食品插上了翅膀。据报道,日本科学家已成功地将大豆中的制造大豆球蛋白基因,转移到大肠杆菌中,再经过培养,能生产出大豆球蛋白。这样,过去一年才能收获一次的大豆,利用大肠杆菌进行工厂化生产,一般在3天内即可收获,获得大豆的营养成分。美国和法国科学家,已将鸡的卵清蛋白基因转移到大肠杆菌中,通过培养这种大肠杆菌,即可得到卵清蛋白。有关科学家预言,在不久的将来,便可实现工厂化生产“无壳鸡蛋”。这意味着,今后人们不用养鸡,也能吃到营养丰富的“鸡蛋”。

科学家还在试图利用转基因方法,来改变真菌和酵母菌的功能,使它们能对纤维等物质发酵,生产出蛋白质和氨基酸。这样,这些转基因菌类便可按照人们的意图来生产食品,其营养成分与各种肉、鱼和其他食品完全一样,这些新奇的微生物食品,将给人类生活带来戏剧性的变化。

人造食物

地球上千姿百态的植物,是人类和一切动物的直接或间接的食物来源。

植物的叶绿体具有奇妙的本领,它能吸收太阳光的能量,以空气中的二氧化碳和土壤中的水分为原料,通过光合作用制造有机物质。目前,科学家已弄清了叶绿体的结构,并知道光合作用是在叶绿体的光合膜上进行的。科学家预言,今后将可用经生物工程处理的光合膜——人造叶来生产丙三醇。丙三醇是制造食物和纤维的基本原料,有了它便可制造出各种美味食品。

人们已经知道,生物是根据核酸的遗传信息来合成蛋白质的。前不久,美国科学家通过重组核糖核酸来生产蛋白质获得成功。人工生产蛋白质这一新技术的诞生,标志着人类的蛋白质食物将会源源不断地得到供给。

现在科学家还正在研究通过细胞(包括转基因细胞)和组织培养,来生产各种动物的不同肉食组织和清一色的动物肝、心和瘦肉等。比如,挖取一小块猪肝,放在装有培养基的特殊容器里培养,即可源源不断地生产出大量猪肝。同样,用这种方法还可以生产出各地的名、优、特、新等生物产品,不仅质优、味美,而且价格便宜。

再者,通过生物工程技术构建的“工程植物细胞”,用它们的分化细胞扩大培养,不仅可获得如同肉、蛋、奶的高蛋白营养物质,而且还能提取具有药用价值的产品。例如,秘鲁科学家将酵母菌合成赖氨酸的基因,转移给大豆植物细胞,经扩大培养后即得到营养价值可与牛肉相媲美的食品;瑞典和韩国获得的转基烟草细胞,扩大培养后分别可提取活心素(EPA)和胰岛素。

通过转基因植物细胞所生产出的食品,既有营养性,又有疗效性,可达到“医食同源”的目的。

人们都喜欢吃肉,为了扩大肉源,科学家正在试验制作肉味蛋白。前不久,英国科学家已用从蘑菇中提取出来的蛋白质制成了“真菌肉”。这种“人造肉”不但不含脂肪,而且蛋白质含量比牛肉还高,更符合人们的需求。

此外,科学家还利用在生产奶酪、酪蛋白、啤酒时所剩的下脚料,经过高技术处理,制成可口的美味食品。

总之,随着科学技术的不断发展和人们对新食源的不断开发,在未来的世纪里,人类的食物将更加丰富多彩。

图片引用自网络