德國馬克斯·普朗克分子植物生理學研究所(MPI-MP)指出,利用太陽光與微生物從空氣製造「單細胞蛋白(Single Cell Protein)」的技術具有實用性,相較於大豆等主要作物的栽培,效率高達10倍,將可望利用於因應人口增加隨之而來的自然破壞或糧食危機等問題。
人口增加、飲食習慣等變化,持續影響地球的環境生態系統,為了因應氣候變遷、物種保存等需求,利用可再生能源生產糧食的研究開發不斷在推進中。其中「以空氣生產食物」即為此概念的延伸,且已有芬蘭新創企業「Solar Foods」開發出粉末狀食用蛋白質「Solar Foods」,並預計在2023年開始生產。由於在蛋白質合成時使用了微生物,故稱之為「單細胞蛋白」。
在「單細胞蛋白」的製程中,首先須收集空氣中的二氧化碳,轉換成做為微生物營養源的甲酸鹽(Formate)。微生物則在生物反應器進行培養,去除不必要的有機物等物質後,加工製成食品或樣品用途的蛋白質。MPI-MP研究團隊則針對利用太陽光的一連串製程,實施了土地、能源等全面性的效率評估。
經過試算,利用太陽能發電進行單細胞蛋白生產的話,面積1公頃一年的蛋白質生產量約有15噸,相當於520人份的蛋白質年需量。若以同樣面積栽培大豆的情況而言,一年僅能生產1.1噸的蛋白質,只有約40人份的年需量。
另從成本面估算,以利用甲酸鹽的單細胞蛋白製造而言,每一公斤蛋白質約需花費4~5美元,此價格與食品用乳清蛋白(Whey Protein)或植物性蛋白質相當。雖然單細胞蛋白成本相較於飼料用大豆渣、魚粉來得高,但隨著技術不斷發展,成本仍有降低的空間,且若進一步考慮大豆大規模生產、漁獲任意捕撈所帶來的污染或環境破壞衍生的成本,單細胞蛋白的製造成本未必就比較高。
然而單細胞蛋白做為食品投入市場,仍有安全基準、法規、味道、營養標示等諸多課題有待解決,消費者的反應亦有待觀察。MPI-MP則認為人類自古以來即食用麵包、乳製品、醬油等利用微生物的發酵食品,因此認為單細胞蛋白的市場接受度樂觀可期。