许多偏远岛屿都有一个共同的挑战：它们几乎从来都不能自给自足。从食品到燃料，许多基本产品都必须从外部进口。这使得这些岛屿严重依赖其他国家，当然，这也导致了许多共同利益₂ 集装箱船的排放。

但如果你能在岛上以可持续的方式生产这些产品呢？瓦格宁根的科学家们提出了这样一个生产过程，其中一些不起眼的生物扮演着主角：微藻。这些小型发电厂——大多数甚至比单个红细胞还小——在适当的情况下可以以极高的速度繁殖。如果一公顷的棕榈油种植园每年生产约6000升油，藻类生产商预计在同一时期生产约35000升油。

鱼类食品和肉类替代品

重要的是：这些微藻也是脂肪和蛋白质的良好来源。这意味着各种有趣的应用都变得可行，生物工艺工程教授雷内·威杰费尔斯解释说，“例如，你可以将微藻转化为生物燃料，以确保往返岛屿的航班的可持续性。”这种生产工艺目前仍然过于昂贵，但在短期内，许多其他应用已经成为可能。例如，微藻非常适合作为养鱼场或肉类替代品的可持续饲料。

我们可以将微藻转化为生物燃料，以确保往返岛屿的航班的可持续性

近年来，Wijffels和他的同事一直在寻找大规模生产这些微藻的地方。他们在博内尔岛上建造了一个测试生物反应器，部分是应当地政府的要求。然后他们开始寻找一个“封闭系统”：一个完全依靠当地可用原料运行的藻类生物反应器。Wijffels：“藻类非常适合这种情况，因为它们主要需要海水，CO₂ 还有阳光。这些是取之不尽、用之不竭的原材料，在热带岛屿上大量存在。”

保持冷静

但通往成熟藻类生物反应器的道路并非没有问题。研究人员逐渐遇到了一个严重的科学挑战：微藻不喜欢高温。如果藻类生物反应器中的温度上升太多——这在热带岛屿上是一个真正的问题——那么收获就会失去。当然，你可以冷却生物反应器，但这需要大量的水和电，这不符合可持续封闭系统的理想情况。

近年来，两名博士生——罗宾·巴尔滕（Robin Barten）和罗卡·金安（Rocca Chin-on）——一直在寻找让藻类适应博内尔热带温度的方法。首先，在瓦赫宁根的实验室里，巴尔滕研究了哪种微藻最耐热。经过严格的筛选过程后，他来到了一种在博内尔岛自然生长的微藻Picochlorum sp。“这是一种非常健壮的微藻，对高温和盐浓度有很好的耐受性，而且是世界上生长最快的微藻之一，”Barten解释道。“它已经在环境中发生了，这也很好，因为你不想冒着把不同种类的藻类引入大自然的风险。”这不是一个不重要的事实：Picochlorum sp.含有高达50%的营养蛋白质。

通过一个进化过程，巴尔滕使微色菌更加强大。一年来，他每次都在略高的温度下生产出“他的”海藻类型。大多数藻类在实验中死亡，但巴尔滕只对少数幸存者感兴趣。因为，通过多次重复这个实验，你最终会发现海藻具有超强的耐热性。Barten：“多亏了这种繁殖过程，Picochlorum sp.现在可以承受约2.5度的额外热量。”这种微藻现在可以存活到47.5摄氏度，但在40摄氏度左右生长最快。

样本采集

与此同时，Chin-on在Bonaire公司开发了一种新的生物反应器原型，这是藻类繁殖的试验设施。冷却在这里也起着重要作用。Chin-on决定将繁殖系统建造成V形，这样，如果温度升高，整个生物反应器可以放置在水中。水中的温度波动比陆地上小。Chin-on：“它在30摄氏度左右的水中。这意味着这种生物反应器也适用于原则上比Picochlorum sp耐热性稍差的藻类。”

扩大规模仍然是一个瓶颈

尽管近年来科学家们揭开了越来越多关于藻类生产的秘密，但在博内尔岛上推广到一个成熟的藻类生物反应器仍然不是那么容易。根据威杰菲尔的说法，这主要是一个财务问题：岛上几乎没有大公司能够将瓦赫宁根测试设施开发成盈利的运营。博内尔的经济主要以旅游业为基础，几乎没有大型工业。

为了解决这个问题，Wijffels提议将最近的科学突破结合到一个完全有效的示范模型中。这种微型生物反应器必须说服投资者——如果有必要的话——进一步扩大藻类生产。Wijffels希望当局、公司或科学资助机构能够为这种示范模式提供资金。“这是种下种子的最佳方式，”威杰费尔斯说。“最终，这也符合博内尔的利益，因为这意味着该岛可以变得更加自给自足，经济更加多样化。这个概念也可以应用于其他地方：博内尔可以作为这种可持续循环技术的模型实验室。”

本文转载自微藻博士微信公众号