藻类的细胞壁由什么组成,藻类植物细胞壁都由纤维素构成吗

首页 > 经验 > 作者:YD1662024-03-12 03:33:05

收获的螺旋藻作为食物。

第三章:海藻的历史和政治

N早期,生活在海洋、河口或湖泊附近的每个人类社会都使用藻类作为食物、动物饲料、农田肥料以及治疗割伤、擦伤和胃病的药物。干燥的藻类提供了第一种便携式方便食品,可能和白色贝壳珠一起在贸易中作为wampum使用。考古证据显示,地中海周围的早期尼安德特人吃海藻和贝类。

一个多世纪以来,藻类非凡的生产力被认为是解决全球饥饿的潜在方法。对藻类作为全球食物解决方案的兴奋已经出现了几次,每次都以不光彩的方式爆发。19世纪90年代,专家们担心托马斯·马尔萨斯关于人口增长将超过食物的预测,并推荐包括酵母、真菌和藻类在内的非传统食物来源。

第一次世界大战后,类似的倡议来了又去。科学家们继续寻找可持续的食物来源。第二次世界大战后,超过一半的世界人口处于贫困和饥饿状态,专家们推荐非传统农业作为摆脱马尔萨斯陷阱的一种方式。藻类成了最好的解毒剂,许多试验项目试图生产藻类。

1948年,研究人员宣布,他们能够在受控的实验室条件下,用廉价的材料培育出营养丰富的藻类。当在最佳条件下生长时——阳光充足、温暖、浅池塘,简单的CO₂—Chlorella将20%的可用太阳能转化为植物生物质,干燥后含有50%以上的蛋白质。与大多数植物不同,小球藻的蛋白质含有当时被认为是必需的10种氨基酸,并且富含卡路里、脂肪和维生素。

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光学显微镜下的小球藻。照片:巴里·h·罗森博士

媒体对藻类的潜力热情洋溢煤矿工人杂志描绘了一个未来的农场,在自动化农场里,一圈圈粗大的玻璃管生产出成千上万吨的蛋白质。专家们不甘落后于记者们,创造了一些看似可信的场景,在这些场景中,藻类将以近乎零的成本解决世界粮食供应问题。

不幸的是,研究人员被墨菲定律绊倒了,所有可能出错的事情都出错了。小球藻不是很健壮,而是一种非常喜怒无常的生物,随着温度、密度、光线、pH值和营养物质的微小变化而停止生长。这种植物如此脆弱,以至于用离心机收割会破坏生物量,就像脱水所需的热量一样。小球藻坚硬的细胞壁使其难以消化,这增加了加热或额外机械加工的成本和能量。

虽然大多数研究人员放弃了用藻类解决世界饥饿的探索,但美国国家航空航天局在20世纪50年代研究了藻类作为长距离太空飞行中给宇航员提供食物的方法。在所谓的“藻类竞赛”中,苏联和美国的项目竞相开发一个自给自足的航空航天生命支持系统,该系统将利用藻类将宇航员的废物转化为清洁的空气、水,或许还有食物。科学家们无法解决污染和重量问题,该计划被取消。

作为这一努力的一部分,至少有一篇研究论文于1961年发表在营养杂志题目是“人类的藻类饲养”它总结了藻类作为人类食物的稀疏研究。美国陆军研究小组检测了来自日本的小球藻,这些小球藻生长在池塘中,收获、离心、洗涤、加热并真空干燥成绿色粉末。他们的分析显示其成分为:蛋白质:59%,脂肪(油类):19%,碳水化合物:13%,水分:3%,灰分:6%。

作者发现,他们的五名人类受试者可以耐受每天高达100克的藻类食物补充剂。所用的绿藻,小球藻,给补充的食物一种强烈的类似菠菜的味道。最容易接受的食物是饼干、巧克力蛋糕、姜饼和冷牛奶。较大的补充剂会引起胃部问题,但是在停止补充后症状消失了。该小组得出结论,干藻类可以作为一种食物补充,但在成为主要食物来源之前,进一步的加工是必要的。这些发现将藻类归为健康食品市场的一小部分。美国对藻类作为食物来源的研究几乎消失了。

对人类来说幸运的是,绿色革命始于20世纪50年代,海藻食品再次繁荣起来,这要归功于三个几乎同等重要的因素:

更强的水泵和更大的管道使农民能够大量抽取地下水用于灌溉。农民们还在他们的田地里堆积了更多的化肥、*虫剂和除草剂。绿色革命已经开始,在廉价化石燃料和淡水不断侵蚀的基础上,粮食产量翻了一番。

由于粮食生产的进步,非农业的食物来源是不必要的。消费者受到科幻小说、记者和电影的影响,变得不信任非传统食物来源。

科幻小说的作者既普及了合成食品的概念,也预见了不利的消费者反应和意想不到的后果,如黑仔番茄还有弗兰肯食品。赫伯特·乔治·威尔斯的时间机器, 1895, 世界之战,1898年,和神的食物,1905年,奥尔德斯·赫胥黎的美丽新世界,1932年和沃德摩尔的比你想象的更环保,1947年,都警告反对生物技术万灵药。

H阿里·哈里森的腾出空间!腾出空间!1966年和保罗·埃尔利希的人口炸弹,在1968年阐述了无限制人口增长的可怕后果。哈里森的世界末日场景包括浮游生物、酵母和藻类作为饥饿人群的基本食物。小球藻有一种鱼腥味,因此营销人员决定生产一种改良版本,他们将其命名为Soylent Green。这导致了1973年电影改编哈里森的书,索伦特绿这表明藻类生物质培养不仅使用人类排泄物,还使用回收的人类。即使有同类相食,这项发明也不能养活所有人。水和肥料短缺、瘟疫、瘟疫和农药中毒毁坏了庄稼,污染了水源。温室效应加剧,增加了洪水、暴风雨和干旱。艺术的确模仿了生活。

的翻拍索伦特绿会让藻类产业倒退至少十年。当科幻小说作者激起公众对弗兰肯食品的恐惧时,人们正在他们的水族馆、游泳池和休闲水道中亲身体验绿色黏液。媒体急于传达藻类产生致命毒素的耸人听闻的危险,致命的赤潮和*死许多生物的死亡区。

吉米·卡特总统启动了几个藻类项目,以推动美国走向能源独立,但重点是将电网生产从石油转向煤炭。卡特藻类研究的最后一个残余,即为期18年的水生物种计划,被克林顿政府终止,因为他们做出了将R&D政府从藻类生物燃料转向玉米乙醇的政治决定。这一政策的不幸结果是,十多年来,大学及其教师无法获得研究藻类的资助。

藻类研究在20世纪90年代受到重创,当时国会无视科学,将美国生物燃料的未来押在玉米乙醇上。在一波绿色浪潮中,玉米获得了补贴和激励,承诺乙醇将是可持续的、可再生的、清洁的,并取代石油进口。现有的研究表明玉米乙醇与这些说法相反。每英亩玉米生产会侵蚀6吨土壤,污染地下水,释放2.5吨二氧化碳₂加上氧化氮、微粒和烟雾。2008年生产的90亿加仑乙醇抵消了不到3%的美国石油进口,代价是数十亿美元的补贴和环境污染。2005年的能源政策法案设定了可再生燃料标准,要求更多的可再生生产,但将藻类原料排除在可再生能源政策之外。

藻类在2008年作为生物燃料解决方案再次出现,出现了两个行业协会,藻类工业杂志。2007年藻类生物质组织和国家藻类协会的第一次行业会议吸引了少数科学家和一些生物燃料企业家。2009年在圣地亚哥举行的藻类生物质组织峰会吸引了800多名与会者,并得到了国际媒体的报道。

藻类政治面临着一个充满挑战的未来,因为藻类必须在经济上和生态上与其他绿色能源解决方案竞争。其他可再生能源解决方案产生电力,但不是汽油、柴油或喷气燃料。藻类是未来50年内实现能源独立的唯一可行的解决方案,而液体运输燃料是船舶、飞机、卡车和飞机所必需的。

第四章:海藻的竞争优势是什么?

N纳米大小的单细胞藻类是地球上最早的生命形式之一。它们已经在地球上许多最恶劣的环境中生存了37亿年。藻类的简单性使这些植物变得异常健壮——它们不仅能生存,还能在恶劣的环境中产生高价值的生物质。在良好的培养条件下,藻类生产蛋白质和能源生物质,每英亩产量比陆地植物多30至100倍。

藻类对地球上的生命至关重要,因为它们产生食物链底部的有机物。从最小的磷虾到巨大的蓝鲸,所有生物都吃这种生物量。藻类还产生其他水生生物所需的大部分氧气,并提供我们日常大气中约70%的氧气。

海藻是海藻的拉丁名称,以各种形状和大小出现。微藻是单细胞的微生物,宽度通常小于5微米。这句话结尾的句号大概是100。

藻类遍布地球,包括两个冰盖下。它们最喜欢的环境是潮湿的地方或水中,但是藻类在陆地和水生环境中都很常见。土壤、岩石、树木和冰中含有干燥的藻类细胞,许多仍然是有活力的。各种藻类在各种水中生长,这使它们成为控制污染的绝佳选择。

海藻约占藻类的10%,还有更大的物种生活在海洋环境中,如海带:褐色海藻可以长到180英尺。海藻可能看起来有类似于陆地植物的树干和叶子,但这些结构实际上是未分化的细胞,称为假叶。在热带地区,珊瑚藻帮助建造珊瑚,支持珊瑚礁和其他与海绵共生的物种的形成。

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海带、硅藻和纤维状绿藻

远离海洋,大多数藻类不生活在水道中,而是生活在土壤中。藻类共生生活在陆地植物的根部,在那里它们分解土壤化合物,并使营养物质为植物所用。蓝绿藻,也被称为蓝细菌,也通过将大气中的氮固定在根瘤中或直接在植物表面来为作物服务。许多平原、山区和沙漠都覆盖着藻类结皮,它们可以保持土壤,为有根植物提供基础,并保持关键的土壤水分。藻类生物工程建筑材料,如石灰石,这是埃及人用来建造大金字塔的材料。

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藻类外壳

各种藻类最大限度地利用不同的成分。一些种类提供超过50%的脂质(油),其他60%的蛋白质和其他90%的碳水化合物。某些种类的食品,蛋白质,几乎没有天然的气味或味道,因此该产品可以呈现所需的特征,例如任何气味、颜色、质地、密度或味道。藻类和大豆之间的盲品试验偏爱藻类,因为藻类没有未加工大豆的苦味和淀粉味。像粮食一样,藻类生物质受益于食品加工,以最大限度地提高味道、质地、颜色和口感。

藻类在将光、水和碳转化为含有油性化合物(脂质)的生物质方面非常有效,这些油性化合物可以被提取并加工成汽油、绿色柴油或喷气燃料。剩余的生物质,主要是蛋白质和碳水化合物,可以制成食物、药物、疫苗、矿物质、动物饲料、肥料、色素、沙拉酱、冰淇淋、布丁、泻药和护肤霜。藻类组成的一个例子显示了一种藻类,其中40%的植物生物质是油。

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