随着人口增长和营养健康意识的提高，人们对高蛋白食品的需求也随之增加，传统的动植物蛋白来源需要占用耕地或淡水，给土地和资源带来巨大压力。因此，迫切需要新的、更可持续的蛋白来源。

昆虫粪便成为富含蛋白质的微藻的食物

NORCE 的海洋生物技术研究小组多年来一直致力于开发和扩大光合微藻作为食品、饲料和其他产品的可持续原料。微藻是一种存在于咸水和淡水中的小型“植物细胞”，由于以下几个原因，它是一种很有前途的蛋白质来源：

许多微藻的蛋白质含量高，氨基酸组成符合食品和饲料生产的要求。我们研究中使用的小球藻就属于这种情况。

微藻生产效率高，可在需水量较低的非耕地上种植。

各个行业的废物和残余物可用于培养微藻，为化学肥料提供更可持续的替代品。

昆虫生产是欧洲和挪威目前正在探索的另一种新的蛋白质来源。与所有类型的生产一样，昆虫工厂也会产生废物，例如昆虫排泄物。从技术上讲，这被称为粪便，是养殖昆虫及其食物的粪便、皮肤和骨骼的混合物。

在循环经济中，我们必须更好地利用废物。Pia Steinrücken 与卑尔根大学的 Oliver Müller 以及 NORCE 的同事 Hanna Böpple 和 Dorinde Kleinegris 一起研究了是否可以将微藻粪便作为传统施肥的替代品。

“在 ProFuture 项目中，我们使用昆虫粪便作为培养微藻小球藻的潜在营养来源，这可以使微藻生产更加环保且具有成本效益，”Steinrücken 说。

研究人员研究了这些微藻是否含有与施用常规商业肥料的微藻相同的蛋白质含量。结果表明，当微藻以粪便中的营养物质为养分进行培养时，它们的生长同样良好，蛋白质含量高达干重的 40%。这项研究发表在《生物资源技术报告》上。

“昆虫粪便来自沃斯的 Larveriet，该公司生产以有机废物为食的黄粉虫幼虫。它以粉末形式交付，我们将其与水混合以释放营养物质，”NORCE 研究人员解释说。“然后我们离心去除水中不溶于水的颗粒。然后对液体进行消毒，以最大限度地降低细菌感染和藻类污染的风险。”

循环流程

藻类生长需要氮和磷等营养物质。工业和农业产生的废物流通常含有大量这些物质，因此它们有望成为藻类生产的潜在营养源。这可以降低成本并有效利用废物。但微藻无法消耗所有氮和磷来源，还可能存在其他对藻类生长产生负面影响的成分。

因此，需要对每一种废物流进行测试，以确定其是否适合微藻生产。基于昆虫粪便的生长培养基中的氮主要由有机化合物组成，微藻利用了其中 71%–78% 的氮。

扩大规模的潜力

尽管试验结果令人鼓舞，但将微藻蛋白引入食品和饲料产品仍面临挑战。目前的生产成本高，规模小。扩大规模并投资环保的大规模生产技术是实现这一目标的必要条件，因为微藻蛋白可以作为新的可持续蛋白质来源。

“研究表明，粪屑适合作为小规模培养微藻的生长介质。新的研究应探索在更大规模和连续培养条件下使用粪屑作为营养补充剂的可能性，并评估对可持续发展目标和微藻生产经济的影响。

“同样需要强调的是，尽管我们将废物用作资源，这将减少化学生长培养基的费用，但这一过程也会产生残余废物。提取营养物质后剩下的湿物质是必须处理或另作他用的废物，例如用作植物肥料，”Steinrücken 总结道。

在开发新的生物基价值链时，探索不同生产如何合作交换和减少浪费、符合循环经济原则至关重要。所谓的工业共生和生物园区可能是一种有趣的方法。它们可以作为探索利用新技术进行资源利用的沙箱。