科學家們找到了一種培養螺旋藻的方法,能夠產生與牛肉含量相當的生物活性維生素B12,這可能克服這種廣泛推廣的藻類面臨的最大營養限制之一。
這項發表在科學期刊《Discover Food》上的研究,由雷奇曼大學(Reichman University)Aviram永續發展與氣候計畫的創始人兼學術主任Asaf Tzachor博士,與來自冰島、丹麥和奧地利的科學家們共同領導。該團隊利用先進的生物技術和精心控制的光照條件,生產出碳中和、營養豐富且含有活性維生素B12的螺旋藻生物質。研究人員表示,這是首次在螺旋藻中發現生物活性維生素B12。
維生素B12是一種必需的微量營養素,參與人體多項關鍵功能,包括紅血球生成和正常的神經系統功能。據估計,全球有超過十億人的維生素B12水平偏低。
對許多人來說,肉類和乳製品是B12的重要飲食來源。研究人員引用的建議攝取量為每天2.4微克。然而,以目前規模生產動物性食品以滿足全球需求,也伴隨著環境成本,這促使人們對更具永續性的替代方案產生興趣。
螺旋藻(藍綠藻,學名Arthrospira platensis)常被推廣為其中一種選擇,因為它營養密度高,且種植的環境足跡相對較小。但一直存在一個主要障礙。
傳統螺旋藻含有大量的偽維生素B12。雖然其化學結構與人體所需的維生素相似,但這種形式對人體來說並非生物可利用,意味著身體無法有效利用它。這個限制使得傳統螺旋藻無法成為動物來源維生素B12的可靠替代品。
利用光照改變螺旋藻的營養成分
為了解決這個問題,來自雷奇曼大學、維也納自然資源和生命科學大學、魯賓學術中心、丹麥技術學院和冰島MATIS的研究人員,對冰島VAXA Technologies開發的生物技術平台進行了一項探索性研究。
該團隊檢查了該系統的工程設計、輸入(如能源)以及其生產的生物質的營養成分。
該技術的一個核心特點是光子管理(調整光照條件)。透過改變螺旋藻生長的環境光,研究人員能夠促進生物活性維生素B12的產生。
培養出的螺旋藻還含有其他與抗氧化、抗發炎和增強免疫力相關的生物活性化合物。
最值得注意的是,由此產生的碳中和生物質每100克含有1.64微克的活性維生素B12,相較之下,每100克牛肉約含有0.7-1.5微克。
Asaf Tzachor博士解釋說:「這些發現表明,透過光合作用控制的螺旋藻可以產生理想水平的活性維生素B12,為傳統動物來源食品提供了一種永續的替代方案。」
螺旋藻能否大規模供應維生素B12?
研究人員還探討了如果該系統的規模遠遠超出目前水平會發生什麼情況。
在一種情境下,重新分配冰島目前重工業所使用的電力,每年可支持生產277,950噸螺旋藻生物質。研究人員估計,這相當於每年約含有4555克的活性維生素B12。
根據他們的計算,這個數量足以滿足超過1380萬名1至3歲兒童的建議每日攝取量(RDA)。
更雄心勃勃的生產情境,可能足以滿足超過2650萬名1至3歲兒童和超過5000萬名0至6個月嬰兒的RDA。
這些數字是基於可能的規模化情境而非現有產量水平的預測,但它們說明了研究人員在這項技術中看到的營養潛力。
一種更永續的必需維生素來源
如果該方法能夠成功擴大,透過光合作用控制的螺旋藻可以為解決維生素B12缺乏問題提供另一條途徑,同時減少對肉類和乳製品生產的依賴。
這項工作也凸顯了生物技術如何改變微生物和其他快速生長食物來源的營養特性。研究人員不再僅僅是種植傳統螺旋藻,而是改變其生長條件,以促進對人類有益的特定化合物的產生。
這些發現代表著朝著開發更永續的必需營養素來源邁出了一步,儘管還需要進一步的研究和更大規模的生產,才能確定這項技術如何融入現實世界的糧食系統中。