提高赌注：荷兰一个城市如何想要养活世界

瓦赫宁根镇沿着荷兰中心的一条河流延伸，景色算不上明信片般优美。

它没有阿姆斯特丹的历史运河，也没有鹿特丹大胆的现代建筑。事实上，瓦赫宁根唯一的名气来自其大学，该大学被评为世界顶尖农业研究中心。该机构的大部分工作集中在未来几十年如何养活人类，这项工作迫切需要：到2050年，地球上现在居住着约75亿人，可能还会增加近20亿。

瓦赫宁根研究的重中之重是蛋白质，或者说，如何找到更多的蛋白质——我们将需要超越以肉类为主的饮食。获得1磅动物蛋白大约需要7.5磅植物蛋白，这些植物蛋白在动物生长过程中被动物消耗。大约80%的农业用地已经用于饲养牲畜的谷物。计算很简单：如果我们不迅速改变我们的饮食方式，我们的不断增长的人口将没有足够的蛋白质。

好消息是，像瓦赫宁根这样的地方的科学家们正在努力寻找除大豆（目前的主要作物）之外的动物产品替代品：植物性牛排、浮萍、微藻、海藻和食用昆虫——并且，毫不夸张地说，他们正在制造排泄物机器来评估所有这些。

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微藻

瓦赫宁根的微藻种植设施坐落在开阔的田野中央，异常安静。昨天下了雪，白雪与光生物反应器鲜艳的绿色形成了超凡脱俗的对比，数十根手臂粗细的管子铺开在一个篮球场大小的区域上。

随着寒冷的到来，设施的生产速度有所减缓，但生物工艺工程师玛丽亚·巴博萨（Maria Barbosa）表示，当微藻活跃生长时，颜色会更加惊艳。一些玻璃管水平地蜿蜒在地面上，而另一些则像巨大的绿色散热器一样垂直排列。更远处，有一个小池塘，也用于微藻养殖。通过比较不同系统中的季节性生长，研究人员正在了解哪种方法在高生产力和低能耗之间实现了最佳平衡。例如，在2017年的一项研究中，巴博萨和她的同事发现，在秋季，在水平管中培养微藻比在垂直管中所需的电力少30%。同时，开放式池塘在夏季可能是一个好主意——但冬季的降雨和较低的温度可能会扰乱生产。

理论上，微藻可以成为极好的蛋白质来源。有些微藻，例如螺旋藻，干重中可含有高达70%的蛋白质，并含有我们人类生存所需的所有必需氨基酸。但您现在还买不到螺旋藻牛排是有原因的。这些微观生物的培养效率仍然低下且成本高昂——这是巴博萨和她在瓦赫宁根的同事们希望改变的。

巴博萨最喜欢的微藻是**亚历山大藻属**，这是几种易于生长的海洋物种的属。她的另一个首选是颜色鲜艳的**四藻**，它的生产力非常高，即使在荷兰凉爽的气候下，每公顷也能生产30公吨——大约每英亩13.4美吨。“这意味着每公顷15公吨**蛋白质**，”她说。相比之下，用于饲养牛的1英亩土地只能生产1磅或更少的牛肉。更重要的是，微藻可以在其他任何东西都无法生长的地方生产，例如贫瘠的土地甚至海洋。

巴博萨认为，微藻蛋白的第一个大规模应用将是鲑鱼或虾的饲料。微藻蛋白也可以添加到现有食物中，例如面包——这已经在瓦赫宁根附近的面包店里发生了。巴博萨还和她的同事们一起尝试了微藻冰淇淋和比萨。尽管她承认味道可能有点腥，但她相信我们会在未来几年看到微藻蛋白被添加到许多产品中。**亚历山大藻**牛排可能在未来更遥远，但“原则上，你也可以利用微藻中的蛋白质来制作这种质地，”她说。

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浮萍

瓦赫宁根大学的植物生物技术专家英格丽德·范德梅尔打开一个培养皿，用手指捞出一些浮萍。她把几株针头大小的植物放进嘴里开始咀嚼。“它有坚果味，”她说，然后笑着补充道，“这是一种非常棒的植物。但它会粘在所有东西上——当你使用它时，到处都是浮萍。这是它们传播的方式。”

浮萍是地球上生长最快的植物之一。它的生物量在短短16小时内就能翻倍——速度之快，以至于2004年，委内瑞拉政府宣布了马拉开波湖上蔓延的浮萍覆盖层为紧急状态。当年NASA拍摄的一张照片显示，这个巨大的水体看起来像一个巨大的绿色团块。

尽管浮萍对环保主义者来说可能是一场噩梦，但它也可能是实现环境友好型未来食物的最佳选择之一。这种植物富含蛋白质。“我们计算过，与大豆相比，每公顷每年用浮萍可以生产多10倍的蛋白质，”范德梅尔说。至于名称，她和她的同事更喜欢称这种植物为“水扁豆”（源自古荷兰语waterlinsen）。“这是一个更好的名字，”她说，心里想着潜在的未来消费者。

在瓦赫宁根的实验室里，范德梅尔研究如何以最有效和最安全的方式收获浮萍——她还在调查它作为人类蛋白质来源的真实效果。她的团队最近完成了一项临床试验，比较浮萍和大豆的蛋白质，邀请志愿者到实验室品尝煮熟的浮萍，它可能被误认为是碗菠菜。科学家们在餐前和餐后收集了志愿者的血样，以检查他们的氨基酸水平，这将提供对浮萍蛋白质消化情况的深入了解。虽然结果尚未发表，但范德梅尔认为浮萍对我们有益：“它真的含有大量的维生素。它的B5和B1含量非常高，而且它含有大量的类胡萝卜素。所以我不仅认为它是一个很好的蛋白质来源——它也可以是一种很好的蔬菜。”

瓦赫宁根大学已经与荷兰的几家公司合作，向消费者推广浮萍。计划中的产品包括土豆泥和浮萍的即食混合物（基于荷兰主食stoppot）以及添加了水扁豆蛋白的大豆“肉”。

昆虫

瓦赫宁根大学的昆虫培养实验室又热又湿，嗡嗡作响。在这里，昆虫学家马塞尔·迪克研究用于人类食用和动物饲料的昆虫饲养方法。他的团队饲养黑水虻的小房间散发着昆虫喜欢的栖息地和食物来源——腐烂植物的气味。附近的蟋蟀之家对鼻子更友好：这些虫子住在高高堆叠的空鸡蛋盒里，以新鲜的谷物和胡萝卜为食。迪克和他的同事们正在测试改变昆虫的饮食如何影响最终食用这些无脊椎动物的人类对铁和锌等营养物质的生物利用度。

从全球来看，吃昆虫并非新鲜事。它们是全球约20亿人饮食的一部分，其中蝗虫和白蚁最常食用，其次是毛毛虫。这在营养上完全合理。一些种类的蝗虫干重蛋白质含量高达77%，尽管根据2017年在瓦赫宁根进行的一项研究，其他一些小动物的蛋白质含量数据可能被夸大了。例如，科学家们发现，通常报告为58%至65%蛋白质的黑粉虫幼虫，实际上只有49%。但这仍然具有很大的营养价值。而且，生产昆虫供食用比例如养牛对环境友好得多。以磅为单位衡量，饲养蝗虫产生的二氧化碳是饲养肉牛的三分之一，并且根本不产生甲烷。

自20多年前开始研究食用昆虫以来，迪克目睹了西方人对昆虫看法的显著变化。他表示，特别是在荷兰，人们已经习惯了吃虫子零食的想法。迪克认为西方人有责任吃昆虫——尽管理论上我们不需要更多蛋白质，因为我们大多数人已经吃了我们所需的大约两倍。在发展中国家，人们常常放弃传统的以虫子为主的菜肴，转而选择西式食物，他们认为这更现代。“我们正在出口麦当劳式的饮食……这必须停止，”他说。相反，迪克认为，我们应该专注于出口更可持续的饮食习惯。

在瓦赫宁根，一家餐厅已经提供用蟋蟀、黄粉虫和蝗虫烘焙的百吉饼，迪克自己也经常在家做昆虫。不过，他承认吃过的最好的虫子是在中国：“蜻蜓幼虫，加了一些薄荷叶，炸的。”

海藻

海藻的蛋白质含量可能不如浮萍或昆虫高，但瓦赫宁根大学的工艺工程师杰勒·范·列文相信它们仍然具有巨大的养活世界的潜力。

范·列文表示，生物炼制方法——类似于炼油厂如何从单一原材料中生产多种产品——将使我们能够从海藻中“获得最多的产品”。首先，将提取沼气或乙醇等燃料。然后，将生产医疗保健产品和塑料。而蛋白质，几乎是作为副产品。荷兰政府已经在探索在近海风电场附近种植这种原材料是否具有经济意义，因为现有基础设施将使这些农场的建设和运营成本比从头开始建设的离岸农场便宜得多。“目前有很多海藻养殖者正在考虑在这些风车附近安装他们的农场，”范·列文的同事阿德里·范德沃夫说。

在他的实验室里，范·列文打开一个冷藏箱，取出一大片冷冻的棕色海藻。在他手中，叶子很快解冻，变得柔软而有弹性。“那是糖海带——这是我们研究最多的一种。它是一种非常容易在北海养殖的物种。所以我们现在正专注于从中提取各种成分，”他说。

人类已经吃了相当多的海藻。根据联合国粮食及农业组织的数据，我们每年以可识别的形式消费约900万吨海藻，例如包卷加州卷的海苔。如果算上海藻用作食品增稠剂和凝胶剂，这个数量还会更高。范·列文设想，蛋白质可以从海藻中提取并以其纯粹的形式使用，类似于现在大豆的使用方式。“我想那可能还需要几年时间，”他说。“但这是可能的——技术上是可能的。”

植物牛排

早在2015年11月，瓦赫宁根就传出大新闻——一个由食品工程师Atze Jan van der Goot领导的当地科学家团队，创造了一块完全由植物制成的15磅牛排。虽然由碎大豆“牛肉”和无禽类“鸡肉”方块组成的汉堡已经广泛销售多年，但在2015年之前，还没有人生产出如此大块的仿制肉，可以真正切片和雕刻。

Couette Cell 是范德古特和他的团队发明的一种机器，它使用剪切单元技术将蛋白质粉、水和面筋制成“肉”。它看起来介于宇宙飞船和绞肉机之间，一个圆筒嵌套在另一个圆筒内。内鼓旋转，导致加热的大豆和面筋纤维相互缠绕，形成纤维结构。“基本上就是边加热边变形，”范德古特说，“你可以把它比作揉面团。”

目前市面上的植物肉，如Impossible Burger和Beyond Burger，采用的是一种较旧的技术，称为高水分挤压。相比之下，Couette Cell不仅可以制作更大块、更像肉的质地，而且成本也更低。

目前，范德古特主要用大豆制作牛排，但他也在研究其他潜在的蛋白质来源，如豌豆、豆类和油菜籽。“这是一个巨大的挑战，”他承认。例如，豌豆是理想的，因为它们是“非常可持续的来源”，但它们产生的结构比大豆柔软。浮萍也难以加工，所以我们不应该期待在近期看到水扁豆牛排。

然而，范德古特希望大豆牛排能在2021年上市。他目前正与几家荷兰公司合作，其中包括一些肉类行业的公司，以实现这一目标。

荷兰杂草汉堡

当你把“荷兰”和“杂草”这两个词放在一句话中时，大多数人不会想到海藻。荷兰杂草汉堡可能会改变这一点。这家公司成立于2012年，产品已销往荷兰及周边地区的200多家餐厅。但联合创始人马克·库尔斯多姆梦想远大。他希望很快就能进驻700家店铺。

我决定亲自看看未来的蛋白质会是什么样子。我在瓦赫宁根主要购物街的 Bagels & Beans 咖啡馆选了一个角落的桌子，点了一份菜单上宣传的“多汁肉饼”，用的是“皇家昆布，一种美味健康的冬日杂草，在荷兰泽兰地区可持续种植”。换句话说：一种在荷兰鹿特丹以南海域冬季生长的海藻。面包富含小球藻，一种微藻，酱汁则加入了海生菜，另一种常见藻类。

当我的订单送达时，我不禁带着怀疑的眼神看着汉堡。我想象的应该会更绿一些，更像海藻，我想。相反，肉饼看起来平淡无奇，呈褐色，像牛肉。我咬了一口后，我的疑虑加深了。味道不错，虽然有点干。肉味很浓。太像肉了。一个惊慌失措的念头掠过我这个素食主义者的脑海：这真的是海藻吗？还是只是普通的牛肉加了些海藻？我吃得越多，就越确信我确实在吃肉。我请服务员把产品的详细成分表拿来。我们一起确认：这个汉堡是纯素的。未来确实骗了我，这是肯定的。

有进必有出

对于外人来说，SHIME 所在实验室里的气味几乎难以忍受。这不足为奇。这台机器，全称为“人体肠道微生物生态系统模拟器”，由五个类似罐子的容器组成，称为反应器。通过控制温度、湿度和酸度，每个反应器都模拟人体胃肠道的不同部分，包括结肠。反应器内部还有：由一位研究人员定期捐赠的人类粪便，它提供了人类肠道中天然存在的微生物群落，用于消化任何加载到设备中的蛋白质。荷兰媒体将其戏称为“排泄物机器”。

然而，这种气味似乎并没有困扰生物化学家哈里·威彻斯，他花数小时在SHIME实验室研究各种蛋白质的消化率。他将不同类型的蛋白质——昆虫、真菌或植物——放入反应器中，观察它们分解成氨基酸的程度。“你吃的所有东西并不都能同等消化，”威彻斯说。11月，他的团队开始对两种新型蛋白质进行人体试验，收集参与者的血液、粪便和尿液样本，以测量他们在食用前后的氨基酸谱。

维切斯最终的目标不一定是提出一种能取代普通饮食中肉类和乳制品的终极蛋白质，而是要更广泛地理解，开发一个适用于不同应用的植物性蛋白质“工具箱”，例如确保最佳氨基酸摄入，甚至培育更有营养的作物。

像威彻斯一样，在瓦赫宁根工作的其他科学家们并非在寻找单一完美的肉类替代品。它不会只是浮萍。也不会只是微藻。或者只是昆虫。他们希望的是一个未来，在其中所有这些蛋白质来源都能帮助我们显著减少对肉类、奶制品和鸡蛋的依赖。

“我不认为浮萍或海藻与微藻存在竞争。我认为所有这些不同的蛋白质来源都有其一席之地，就像我们现在有牛肉、猪肉和鸡肉一样。如果只有一种新型蛋白质来源，那会非常无聊，”巴博萨说，她身后微藻光生物反应器的绿色管子在雪中闪闪发光。

马尔塔·扎拉斯卡，法国科学作家，著有《肉钩：我们250万年对肉类痴迷的历史与科学》。本文最初以“提高赌注”为题发表。