如何作为生物燃料生产商生存:向面包师销售藻类 [幻灯片展示]

藻类生物燃料仍然遥遥无期,但来自藻类的油脂可能被证明是一种更具可持续性的食品

南旧金山——冰淇淋和焦糖很美味,但真正让你信服食用藻类是一个好主意的是布里欧面包。从藻类中榨取出的油性、黄色、类似面粉的残留物——被其营销人员称为“藻油粉”——可以很容易地取代原型法式糕点面包中的黄油和鸡蛋。

即使单独食用,藻油粉的味道也不差。它尝起来像煎饼混合物,只是少了盐和小苏打,但多了橄榄油的味道。它绝对不像舔一口亮绿色的池塘。“我们正在寻找生物柴油,但发现了一种适合输送脂肪的产品,”藻类公司 Solazyme 的业务开发副总裁 Ken Plasse 说。布里欧面包保留了烘焙食品的油性、令人满意的质地,但没有消费者一直害怕的反式脂肪。这位自称的前消费品人士补充说:“我从未见过这样的东西。”

参观Solazyme,我来到了该公司的总部,该总部位于这个商业园区郊区的两栋不起眼的建筑物中,公司为了廉价的租金和安静的环境而搬迁至此。在南旧金山工业化的行业通常是新兴的合成生物学业务。一栋带有微生物燃料制造商 LS9标志的建筑物就在在黑暗中种植藻类的公司 Solazyme 的道路尽头。为了在 Solazyme 努力实现其最初开发燃料的计划时生存下来,该公司将其藻类用作“转化技术”。用联合创始人、公司技术专家兼总裁哈里森·狄龙的话来说,藻类的转化技术是将糖转化为更有利可图的分子的一种手段——或许还能拯救世界。


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Plasse 说,我的味蕾也证实,藻油粉具有“神奇的特性”,可以取代面包中的黄油和鸡蛋,制作出味道略带咸味的健康巧克力牛奶,或者防止无麸质面包尝起来干巴巴的。自 1 月以来,一家未公开的公司一直在测试该产品,Solazyme 发言人 Genet Garamendi 向我保证,“全藻粉”的销售预计很快就会开始。为食品生产油脂和藻粉代表着一家最初打算用藻类生产生物燃料的公司的一个重大方向转变。“在去厨房品尝之前,我不太确定布里欧面包是什么,”联合创始人兼现任公司首席执行官 Jonathan Wolfson 指出。

燃料电池
2003 年,大学好友 Wolfson 和 Dillon 创立了名为 Solazyme 的公司,旨在将藻类转化为氢经济的燃料来源。该计划并没有持续多久。“氢的实用性不如我们想象的那么高,”狄龙指出,而且露天池塘也未能证明是种植藻类的可行策略,正如他们最初认为的那样。“石油是更好的制造对象。”

燃料是他们进入这个行业的理由——这是他们拯救世界的计划。“燃料仍然是我们未来的关键组成部分,也是我们早上起床的原因,”Wolfson 说。“我们正处于先进生物燃料的开端。人们尝试过的很多东西都行不通,但这并不意味着这不是一个会取得进展的领域。”该公司仍然拥有其测试车队,大众汽车运行藻类生物柴油,员工每周轮流驾驶。

但 Solazyme 不得不实现燃料以外的多元化,如今该公司生产出意想不到的产品,从其自身化妆品系列的抗衰老藻酸到促进消化健康的纤维。“我们是一家发酵公司,”狄龙解释说。

进行发酵的藻类来自原生藻属小球藻属,但该公司拒绝透露哪些特定菌株会产生什么。油脂生产本身相对简单,它利用了这样一个事实,即为了应对压力,藻类产生的油脂与人类产生脂肪的方式非常相似。在黑暗中种植藻类并喂食糖,它们会膨胀起来,形成一种乳白色的棕褐色肉汤,里面充满了 80% 以上都是甘油三酯油的细胞,甘油三酯油可用于从食品到服装的各种用途。

想象一下充满汁液的葡萄,只是是微观的——这就是油膨胀的藻类细胞的样子。Solazyme 获取油脂的方式就像酿酒师从葡萄中提取汁液一样:通过压碎细胞。这些微观油性葡萄的遗传学也可以进行调整。工程师可以插入酵母基因,使藻类能够以甘蔗汁为食增肥,或者他们可以放置食用纤维素的遗传途径。(根据 Solazyme 的首席技术官、化学工程师 Peter Licari 的说法,诀窍在于不要对遗传学进行太多更改,因为这可能会开始对油脂生产产生不利影响。)藻类进化迅速是有帮助的;细胞可以每隔几个小时分裂一次,这使科学家能够快速分离出最佳批次。在 Solazyme 的实验室中,一排排这样的批次等待着测试,它们在玻璃烧杯中静静地搅动。它们受到魔术贴固定的黑色护套的保护,这些护套看起来和听起来都像是血压测试中熟悉的臂带。

即使 Solazyme 将 DNA 注入藻类的基因组中以使其产生过量的油脂,并且该公司的油脂不一定具有天然类似物,但油脂本身也不属于转基因。“我们可以生产出世界上从未见过的油脂,”Licari 说。插入的基因来自许多不同的植物和生物,从不知名的油性杂草到棕榈树。

“实际产品中没有任何转基因成分,”狄龙辩称,他将这种油脂与使用转基因优化酶制成的法国奶酪进行比较,而这些奶酪也不被认为是转基因的。这些藻类油脂或奶酪之所以免于转基因地位,是因为最终产品中不包含任何经过修饰的遗传物质或蛋白质。Solazyme 的藻油粉已经获得了美国食品和药物管理局和欧洲食品监管机构的批准。

不仅仅是食物
糖将是 Solazyme 最薄弱的环节;糖的价格在 2011 年创下历史新高,而且除了巴西和其他少数地区外,种植糖需要太多的稀缺水资源。昂贵的糖限制了 Solazyme 在黑暗中种植藻类的能力,而种植糖的影响使得 Solazyme 的藻油产品不那么环保。最终,有人必须弄清楚这种光合作用的诀窍,或者解开嵌入在植物不可食用部分(如纤维素)中的糖分子。“藻类已经排好队,它们很饿,”正如 Garamendi 所说。

如果 Solazyme 最终想制造燃料,情况尤其如此。该公司已向美国海军提供了燃料,许多经过藻类燃料认证的飞机和船舶都是 2012 年绿色舰队的一部分。“如果你有孩子、孙子,或者甚至关心未来,我们终将耗尽化石燃料,”Wolfson 断言。“即便在那之前,我们也将破坏我们的气候。”

正如 Wolfson 指出的那样,电动汽车、混合动力汽车和其他解决方案可能非常适合乘用车,但这些选择尚无法取代卡车中的柴油、航运中的燃料油或飞机中的煤油。为此,液体生物燃料可能是唯一的替代品——该公司在总部的办公室里有一块牌匾,一张 2011 年的试飞照片以及与联合航空公司的协议来证明这一点。尽管如此,考虑到所需的燃料量,在没有生物燃料强制令或碳税等特定法律政策的情况下,与石油竞争几乎是不可能的。

因此,Solazyme 将重点放在在更有利可图的应用中取代石油。例如,Solazyme 与三井阿克苏诺贝尔合作开发用于加工成化学品的藻油。“我没想到我们会涉足化妆品行业,”狄龙补充道。

在最初种植一些藻类时,Solazyme 的研究人员注意到,微小的细胞正试图保护自己免受在黑暗中发生的剧烈水流和其他袭击的影响。分离出细胞用于保护的分子化合物后,发现了一种脂肪酸,其与用于抗衰老化妆品的其他此类脂肪酸相当。为了利用这一发现,推出了一个新品牌——Algenist,该品牌现在有 20 种不同的抗衰老润肤膏和面霜。

也许有一天,藻类细胞也可以转化为药物。毕竟,藻类细胞是一个 10 微米的定制油球,人体已准备好消化,而 Licari 的背景包括从事肿瘤药物和疫苗的研究。“对我们来说,藻类是将一种商品转化为改变世界的一系列材料的催化剂,”狄龙认为。

为了实现这一点,Solazyme 与农业综合企业巨头邦吉合作,在巴西圣保罗州的奥林迪乌瓦市,一家甘蔗加工厂旁边建造了一座藻类生产设施。来自甘蔗的廉价糖将帮助喂养在黑暗中生长的藻类,这些藻类被诱导生产用于肥皂或其他化妆品的油脂。Solazyme 并不是唯一一家看到特种油前景的生物燃料公司:合成酵母制造商 Amyris 现在也专注于其巴西工厂的化妆品和化学品生产,该工厂也是为了利用廉价糖而建造的。

廉价糖还可以取代另一种农业祸害:棕榈油。食用油、饼干和其他脂肪类食物通常含有棕榈油,这种油也存在于从肥皂到生物柴油的各种产品中。生产棕榈油导致了印度尼西亚、亚洲其他地区、非洲以及中美洲和南美洲的森林遭到快速砍伐。“我们正在摧毁印度尼西亚,焚烧森林,以便种植棕榈,”马尼托巴大学的荣誉环境科学家瓦茨拉夫·斯米尔在六月下旬的突破研究所对话上向听众解释道。“为什么?因为你想吃饼干。”他补充说:“你不必吃那么多饼干。”

Solazyme 的藻类可以被调整为生产与棕榈油中相同的分子,只是不健康的饱和脂肪含量较低,蛋白质含量较高。这种油也可以在任何有廉价糖和发酵罐的地方生产——而且这种油不受农业生产的变幻莫测的影响,例如棕榈种植园的降雨量差异会导致油的收成略有不同。“如果你想在 1 月份的爱荷华州中部生产棕榈油,因为可能其他地区的种植季节发生了什么事情,你现在就可以做到,”加拉门迪指出。

Solazyme 已经与消费品巨头联合利华达成协议,为其生产类似的油脂。联合利华是世界上最大的棕榈油用户之一,该公司曾经管理着从刚果到印度尼西亚的广阔油棕种植园。Solazyme 在伊利诺伊州皮奥里亚的藻类发酵设施每年可以生产近 2,000 公吨的油脂,并每周改变所生产的油脂类型。在爱荷华州克林顿的另一个工厂每年可以生产约 20,000 公吨的油脂。巴西的新工厂规模会更大,起初每年将生产 100,000 公吨,并应在今年年底前投入生产。如果 Solazyme 能够继续扩大其生产规模,有一天该公司甚至可能会完成一个完整的循环,再次成为一家成熟的燃料制造商。

狄龙称 Solazyme 的核心产品为“可再生的、定制的油脂”。在参观结束时,我在公司的厨房里,感觉自己身上都沾满了这种油脂。但即使过了 10 年,狄龙仍然跟下来看看有没有新鲜出炉的藻油饼干。早在 2008 年,他就用这种油脂制作了生日蛋糕。Solazyme 的藻油可能还没有像希望的那样取代我们卡车和飞机中的化石石油,但它可能可以拯救一些热带雨林免受棕榈油的侵害。

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