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食物飛天,太空制造時代來了嗎

2022-04-16 22:03Riri
飛碟探索 2022年6期
關鍵詞:咖啡豆神舟啤酒

Riri

2022年4月16日,1.2萬顆成為“天選之子”進入太空的種子,搭乘著神舟十三號返回地球,其中包括政府、高校、農林科學院、航天育種產業(yè)創(chuàng)新聯盟等單位搭載的作物種子。此后,神十四、神十五都搭載了不同數量的航天育種材料,前往太空進行空間誘變育種試驗。

在航天新聞熱度下,航天育種再次獲得業(yè)界關注。上天“旅游”一趟變成“太空種子”就結束了嗎?當然沒有。搭載物返回地面后還需要接受篩選,然后種植培育,最終獲得優(yōu)質高產的新品種。

航天育種又稱空間誘變育種,是借助獨特的空間環(huán)境誘變因素、宇宙高能離子輻射、微重力以及復雜電磁環(huán)境,使生物材料發(fā)生變異,從而獲得寶貴的突變體和豐富的遺傳多樣性。

動植物的進化得益于自然環(huán)境下的基因變異。進入太空的植物種子雖然發(fā)生了變異,但并非因為導入了外源基因,而是因為提高了變異發(fā)生的頻率,這樣的變異與自然界中的變異沒有差別。科研人員也通過相應的品質檢測和多年的品種應用,證明了航天育種的安全性。由此取得的種質資源的創(chuàng)新和突破,對保證糧食安全和種業(yè)進步具有重要意義。

在我國, 位于北京通州的航天育種核心示范基地,常年展示著各式各樣的太空種子新品種:口感近似獼猴桃的番茄、皮薄質脆的系列航椒……每年春夏,全國各地的大農戶、種子經銷商都會接踵而來,采購來自太空的新品種。

目前,蔬菜瓜果、咖啡、茶葉、菌種、中藥材等食品都有了“太空后代”。早在20世紀60年代初,美、蘇就已開啟了太空種子搭載試驗。1987年,我國首次通過第9顆返回式衛(wèi)星將一批農作物種子送上太空,揭開了中國航天育種的序幕。

30多年來,我國共進行了3 0余次植物種子、菌種、試管苗搭載升空實驗,培育出近千個航天育種新品系、新品種,累計增產糧食約1 6億公斤。伴隨著我國航天事業(yè)和育種科研的不斷進步,中國成為世界上唯一持續(xù)研究和應用這一技術的國家,目前已處于國際領先水平。

如今,航天育種的成果已經開始應用在預包裝食品中,太空啤酒、太空益生菌、太空咖啡……航天育種和普通消費者的距離越來越近。這時你可能會問,人類自己上天的機會都十分稀少,為什么還要騰出寶貴的資源送種子上天呢?簡單來說,原因有二。

第一,時間就是金錢。相比花費數十年,翻山越嶺尋找自然突變的植株,航天任務能在短時間內帶來大量突變的育種材料。第二,推動產業(yè)升級。航天工程育種在農業(yè)、林業(yè)、微生物制造業(yè)等產業(yè),已經發(fā)揮出了重要的帶動作用。

目前,我國航天育種年推廣面積超過4000萬畝,初步估算已產生直接經濟效益超過2000億元,其中不少都和食品有關。隨著神十五繼續(xù)飛天,航天育種的美好藍圖正在更加廣泛地展開。那么,它在現實生活中的應用情況如何?又能為普通老百姓的生活、為與我們息息相關的食品行業(yè)帶來什么新變化呢?

著實羨慕:種子都已經上太空了

毫無疑問,太空旅行對目前世界上的絕大多數人來說,都還是遙不可及的。然而這時,有些種子已經悄悄坐飛船上了天。

2022年4月16日,與神舟十三號的3位航天員一同返回地球的,還有1.2萬顆種子。同日下午,工作人員也在返回艙開艙活動中,展示了部分太空種子。從已公開的神十二和神十三航天育種實驗項目清單中可以發(fā)現,在上千份育種材料中,有大量和食品相關的樣本。

清單中不僅有小麥、水稻、玉米、咖啡等常見農作物的種子,有生菜、黃瓜、草莓、甜瓜等蔬菜瓜果的種子,還覆蓋了更多其他的食品品類,例如茶葉等經濟作物的種子,芽孢桿菌、雙歧桿菌等微生物菌種,石斛、當歸等藥用植物的種子。

從太空回來的種子需要種植和培育。據公開報道,目前我國航天育種的育成品種數量和推廣應用范圍,均居世界首位。

在海南,我國已經建立了太空作物種植基地,海南航天育種中心的科研成果也早已進入市場,走進普通消費者的生活。

在新疆布爾津,也有航天育種蔬菜種植基地?;厝藛T表示,2022年引進了草莓番茄、櫻桃番茄、黑寶石番茄等10種太空番茄種子,經過培育,已于8月上市。航天育種可在相對較短的時間內選育出高產、早熟、抗病等性狀優(yōu)良的種質資源。據該種植基地統計,航天育種蔬菜比普通蔬菜每畝增產30% 以上。以茄子為例,普通茄子畝產2.5噸,而航天育種茄子的畝產量可達3.3噸;普通番茄的畝產量在5~6噸,航天育種番茄畝產可達8~10噸。

航天育種蓬勃發(fā)展,越來越多的業(yè)內人士希望參與打造航天育種研發(fā)基地,將航天科技成果轉化應用到農業(yè)領域,甚至喊出了以“航天+ 農業(yè)”“科技+ 農業(yè)”“元宇宙+ 農業(yè)”為產業(yè)核心,打造航天育種研發(fā)中心的口號。

舉個例子,近年來咖啡品類的熱度居高不下,而云南的咖啡豆早在2012年就已經上天了。據了解,2012年神舟九號飛船首次將普洱小粒種咖啡種子帶上太空,在軌飛行13天后成功返回地面。后續(xù),云南當地一家公司成為承載神九太空咖啡種植試驗的企業(yè)。2022年,云南咖啡生豆價格創(chuàng)下歷史新高,眾多咖啡消費品牌紛紛推出云南產地的咖啡。隨著航天育種咖啡的不斷迭代研究,未來的咖啡市場競爭中,或許將打出“太空咖啡”的概念。

除了咖啡,在我們的頭頂上空,還有過“飛來飛去”的茶葉種子。近期很火的鳳凰單叢茶就曾隨著神舟十三號在太空待了6個月,現已回到廣東潮州完成種植。此外,福建也有許多茶種曾做過太空旅客。2021年,白茶種子首次搭載神舟十二號在太空飛行90天,返回后由福建省農業(yè)科學院茶葉研究所負責選育。而早在2013年,神舟十號上就已搭載過武夷茶“航天大紅袍1號”和“航天正山小種1號”,還有安溪鐵觀音茶種。2003年、2007年、2011年、2012年的神舟飛船上,也都搭載過茶種。

國家航天育種工程首席科學家劉錄祥曾表示,我國的航天育種一開始就是以滿足市場需要為目標的。當航天育種技術隨一次次飛天獲得突破時,也將推動食品這個剛需市場出現更多的品類創(chuàng)新。

“上天入地”不容易,如何用好這些“天選之種”

官方曾表示,航天育種既要上天,也要入地,最大優(yōu)勢在于變異率高、育種周期短,可在相對較短的時間內選育出性狀優(yōu)良的種質資源??缮咸烊氲夭]有科幻電影中表演的那般容易。

目前,人類航天器能搭載上天的重量十分有限,任何載荷都應發(fā)揮出最大價值。因此,想要成為太空種子,門檻很高,只有那些遺傳穩(wěn)定性高、綜合性狀好的品種,才有機會踏上太空之旅。

然而,等太空旅行結束,也不一定就能達到理想的效果。太空誘變就像是開盲盒,誘變的結果具有隨機性,好壞難測。航天育種產業(yè)創(chuàng)新聯盟秘書長、中國空間技術研究院原航天生物總工程師趙輝表示,在實際培育前,誰都不清楚種子發(fā)生了怎樣的突變。

此外,這些食物種子不是去了一趟太空,就能夠進入市場、得到廣泛應用,而是需要在種植入地后,進行多代連續(xù)培育,篩選出發(fā)生優(yōu)異變異且能穩(wěn)定遺傳的品種,并最終通過國家審定,才能成為真正的“天選之種”。

中國農業(yè)科學院蘭州畜牧與獸藥研究所專家楊紅善表示,從種子搭載返回到地面種植,再到培育出新品種,不同植物的育種年限不一樣。按照育種程序,培育出一個紫花苜蓿新品種需要10多年時間。燕麥作為一年生植物,時間會減少2~3年。

相關業(yè)內人士表示,航天育種對全球的食品企業(yè)來說成本很高,即使獲得了品種資質,參與了航天育種的實際操作,但來自太空的育種成果在商業(yè)應用方面,仍然是極為稀缺的資源。因此,食品企業(yè)也需要按照各國航天育種項目的規(guī)定推進自己的計劃。

除了前文提到的蔬菜、水果、咖啡豆、茶葉等品類,目前航天育種的范圍也覆蓋微生物菌種。

不難看出,快速研發(fā)出航天育種食品的目標很難實現,但是目前的食品企業(yè)如果希望聚焦這一領域,可以進行一些“四兩撥千斤”的操作。有業(yè)內人士表示,菌種或許是一個合適的選擇。

菌種在經歷太空培育之后,還可以在地面進行“無限”的增殖。例如在我國,一家來自云南乳品企業(yè)的專利菌株,就入選了航天育種實驗項目清單。2022年6月5日,神舟十四號飛船在酒泉成功發(fā)射。和3名航天員一同開啟太空之旅的,就包括這家乳企的28株益生菌菌株。據該企業(yè)表示,本次進入太空的菌株,是來自企業(yè)科研人員從大理特色食品——乳扇制品中選育出的專利菌株。此外,在2021年6月17日,這家乳企的21株菌株也曾搭載神舟十二號載人飛船登陸過天宮空間站。

能夠和益生菌應用創(chuàng)新共享航天育種投資思路的,還有啤酒品類中常用的酵母菌。2014年10月,美國一家啤酒公司通過火箭將小瓶啤酒酵母發(fā)射上天,并在回收后釀造出了“太空啤酒”。

然而,想要獲得太空酵母并不簡單。這家啤酒公司分享了其推出“太空啤酒”前的故事——

在第一次嘗試時,酵母一路安全上天,返回時卻降落在了偏遠的黑巖沙漠,一系列意外情況導致地面無法追蹤到返回艙,菌種失聯27天,在極端的沙漠高溫下失去了活性;第二次發(fā)射上天的酵母終于得以順利回收,并立即被運送到公司的實驗室開始繁殖和釀造,其產品最終于2015年成功問世。這款用太空酵母做出的啤酒,并不是企業(yè)曇花一現的營銷活動。此后,該公司還在2017年推出了“太空啤酒”的第三版。

太空酵母的應用中,也出現了中國企業(yè)的身影。

一家從事空間微生物領域研究的企業(yè),在2021年推出了主打“太空釀酒酵母”的啤酒。企業(yè)表示,該款啤酒的釀酒酵母菌株曾于2016年搭載神舟十一號飛船以及天宮二號進入太空,經過多代選育、克隆技術繁殖,最終研發(fā)出新型“太空釀酒酵母”。

2021年6月,該企業(yè)與知名啤酒品牌合作,推出了一款精釀啤酒品牌,并在資本市場獲得500萬天使輪融資。該品牌主打“太空精釀啤酒”。據創(chuàng)始人表示,品牌的釀酒酵母來自神舟十一號飛船和天宮二號空間站,返回地球后由科學家團隊研發(fā)。他們認為,國內目前缺乏有太空科技背景的啤酒,該品牌想要填補國內太空精釀技術商業(yè)化轉化的市場空白。在太空產品發(fā)售后,該品牌還會開放精釀酒館加盟。

食品企業(yè)想要“上天入地”并不容易,如何把航天育種的資源優(yōu)勢最大化,并且更高效地完成創(chuàng)新發(fā)展,將是企業(yè)面臨的關鍵挑戰(zhàn)。或許在未來,在小酒館里喝著用太空酵母釀造的啤酒,吃著含有太空益生菌的食品,將成為人們的日常。

食品品牌的未來難道在太空

隨著航天育種的成果走上普通人的餐桌,人們也逐漸意識到,太空看似離我們很遠,實際上已經覆蓋了生活的方方面面。

盡管真正進入太空的條件有很大限制,但是食品企業(yè)從未停止過以各種方式給自己的產品注入太空元素。無論是營銷話題、航天員食品贊助,還是航天育種、微生物干細胞研究,和太空相關的話題都能夠吸引到廣泛的關注。業(yè)內人士稱,對食品品牌而言,單從傳播角度來看,太空營銷不失為一種有效的傳播方式。而從企業(yè)的長期發(fā)展角度來看,空間生物研究和商業(yè)化開發(fā)應用,是一個不斷突破創(chuàng)新的過程,有著長期意義,不能只看短期回報。

我們也一起來看一看,食品品牌還在如何“挑戰(zhàn)太空”?

為了吸引挑剔的消費者,咖啡賽道已經從最終的精品現制咖啡轉換到了原料咖啡豆,品牌商紛紛開始講述自己的烘焙故事和工藝??擅绹幸患夜鹃_始不滿足于只在地球上烘咖啡豆了,他們希望通過發(fā)射火箭,烘幾爐“太空咖啡豆”。

2019年,該公司計劃將裝滿300公斤生咖啡的加壓罐發(fā)射到太空,利用返回地球落入大氣層所產生的熱量來烘焙咖啡豆。公司創(chuàng)始人表示,幾個世紀以來,咖啡一直以同樣的方式烘焙,現在到了利用太空技術徹底改變咖啡烘焙現狀的時候。

該公司聲稱,他們已經獲得了“太空烘焙膠囊”的專利,將使來自再入大氣層時的熱量分布在4個圓柱體周圍,每個圓柱體裝有7 5公斤咖啡豆??Х榷箷谖⒅亓Νh(huán)境中被均勻地加熱和烘烤,整個過程將持續(xù)20分鐘。

外媒還給其咖啡豆預測了售價—假設一杯咖啡中含有10~15克咖啡豆,僅計算火箭成本,每杯咖啡的價格將達到200美元。加上設計、開發(fā)、營銷、加工等其他費用,每杯“太空咖啡”的售價將可能高達500美元。

有了火箭烘咖啡豆的腦洞,做“火星啤酒”似乎也不意外了。

目前,全球最大的啤酒釀造商在2017年對外宣布,計劃在火星上釀造微重力啤酒,做出第一款“火星上的啤酒”。2017年12月,該公司將20顆大麥種子通過SpaceX 公司的火箭發(fā)射升空,進入國際空間站。在軌道上運行了大約3 0天后,這些種子被帶回地球,供該公司的創(chuàng)新團隊進行分析,為釀造“火星啤酒”的下一步奠定基礎。

在當時,“火星啤酒”的計劃被人們認為只是一個營銷噱頭。后來,該公司在2018年的行動證明,該活動確實有重要的營銷價值,然而它不僅只是一個噱頭——2018年11月,該公司宣布計劃在國際空間站進行第3次實驗,以開發(fā)更能耐受極端壓力環(huán)境的新麥芽大麥品種。

沿著這樣的思路暢享下去,未來當人們移居新行星,不僅能喝到來自火星的啤酒,還可能吃到來自太空的人造肉。

2019年9月,以色列的生物科技初創(chuàng)公司與俄羅斯生物打印公司以及兩家美國公司合作,在國際空間站上進行了一項聯合實驗,在太空培育出了首塊“太空人造肉”——研發(fā)人員將來自活牛的細胞送上國際空間站,在微重力環(huán)境下,使用3D 生物打印機,將細胞組裝成了一小塊肌肉組織。2020年,這家以色列公司宣布開展“Aleph Zero”計劃,將在太空中制造牛排,讓生產不受氣候變化和當地自然資源可用性的影響,從而保障糧食安全。該公司聯合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官表示,希望通過“Aleph Zero”項目,隨時隨地為任何人無條件提供優(yōu)質營養(yǎng)。

太空啤酒、太空咖啡豆、太空人造肉……一切案例似乎都在表明,食品企業(yè)的未來,將不會止步于地球。太空項目的高投入背后,是食品品牌對長期發(fā)展的關注和對人類未來的探索。

神舟十五號再次出發(fā),此時此刻在我們頭頂上方,一批新的食品種子正在太空中遨游。隨著我國空間站時代的到來,航天育種將開辟一個連接太空和地面、未來與現實的全新領域,定期的發(fā)射和返回,必將為育種研究提供更加豐富的航天資源和保障。超2000億元市場的航天育種,也將繼續(xù)發(fā)揮其獨有的太空優(yōu)勢,培育出更多新的種質資源品類,推動整個食品產業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。

可以想見,在太空時代,科技的進步融合人類的創(chuàng)造力,將帶來越來越多關于生產、關于制造、關于商業(yè)和生活的想象力。讓我們一起期待,未來更多領域在太空留下創(chuàng)新的印記。

本文內容來自微信公眾號“FBIF 食品飲料創(chuàng)新”,ID:FoodInnovation

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