石炭から食べ物を作ることはできますか?

COALは超高層ビルの地下室にシュートを注いでおり、回転するペントハウスレストランのダイナーの50階上では、遠くの惑星での採掘作業から戻ってくるスペースシャトルを監視しています。

私とムースの間に何か関係はありますか?はい。サイエンスフィクションですか?もちろん。

それにもかかわらず、メリーランド大学の化学進化研究所の所長であるシリルA.ポンナンペルマ博士は、食品がいつか石炭から製造されるかもしれないというのは単なる空想ではないと言います。



ポンナンペルマは、主要な研究努力により、人間はそれを構成する炭素、水素、酸素、窒素から直接食品を製造できると確信しています。

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それを「試験管食品」と呼び、植物や動物から独立して作られた主食です。

食品の化学合成は、米国航空宇宙局の科学者を含む他の人々が研究したアイデアです。 NASAは、宇宙飛行士が地球からのすべての食物を詰め込むことなく、宇宙で長期間生きることができる方法を考え出さなければなりません。炭素、酸素、水素などの基本的な元素をタンパク質、炭水化物、脂肪に変換し、宇宙で人間が排出する二酸化炭素から元素を取得することは、スタートレキアンに聞こえるかもしれません。しかし、NASAの科学者とポンナンペルマはそれが可能であると言います-そしておそらく次の20年か30年で。

彼のカレッジパーク研究所で、ポンナンペルマは生命の起源を調査しています。 「私たちが本当にやろうとしているのは、45億年前に最初のアミノ酸、最初の炭水化物、最初の脂肪が形成されたときに何が起こったのかを理解することです」と彼は説明します。彼は自分の研究室で、原始地球に存在し、タンパク質の構成要素である炭水化物とアミノ酸を生成した可能性のある条件をシミュレートしました。

「私たちは、植物や動物の前の最初の段階に戻ります」とポンナンペルマは言います。 「その初期の海にいた最初の微生物は、初期の大気の成分から日光によって作られたアミノ酸、炭水化物を手に入れました。ある意味で、今私たちが提案しているのはジャンプすることだけです。 。 。その初期段階に戻ってください。」

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スリランカ出身のポンナンペルマは、飢餓を直接目にしました。彼の統計は冷静です。2015年までに、80億人近くの人々が地球に住み、今日の人口の2倍になります。今日、飢餓が蔓延していることを考えると、栄養失調をなくすためには、地球上で生産される食料の量を3倍にする必要があると彼は言います。

Ponnamperumaは、「シャツの素材を作ることができれば、ランチの材料を作ることができるはずです」と言うのが好きです。

「それは実現可能だと思われます」と、サンフランシスコの南30マイルにあるカリフォルニア州モフェットフィールドにあるNASAのエイムズ研究センターのジョンビリンガム博士は言います。 「それはまだ非常に研究的なタイプのアイデアですが、私たち全員は、今後数年間で、でんぷんと砂糖を生産するためにそのような工場を建設できることに疑いの余地はありません。」

数年前、ビリンガムと他の科学者は、炭水化物を生産するために建設される化学プラントの設計研究を実施しました。ビリンガム氏によると、このような食品工場は二酸化炭素、水、大量のエネルギーを使用するでしょう。宇宙では、二酸化炭素と水は人から、エネルギーは太陽から来るでしょう。地球上では、石灰岩が大量の二酸化炭素を放出するため、食品工場がセメント工場の隣にある可能性があるとビリンガムは示唆しています。

食品を化学的に合成することの主な欠点の1つは、エネルギーが高いことです。しかし、ポンナンペルマ氏は、「これがより少ないエネルギーで(たとえば、太陽エネルギーを使用して)行うことができることを発見するのに十分な研究を行うことができれば、私たちは事業を行っています」と述べています。

この「偽物」はどのように見えるでしょうか、そして誰かがそれを食べたいと思いますか?ポンナンペルマは、今日の加工食品の多くをすでに補っている大豆粉末とは異なり、合成食品は粉末の形で提供されると考えています。しかし、現代の食品技術が大豆粉末と植物性タンパク質をソーセージやハンバーガーのような見た目と味の食品に変えることができれば、「私たちが作る合成粉末から」同じことができると有名な化学者は言います。

将来の料理人は、合成食品を完璧な香り、味、見た目で食欲をそそる食事に変えるのを助けるために、コンピューターに頼ることさえあるかもしれないとポンナンペルマは予測しています。

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「私たちは長い間植物や動物を使うと思いますが、最終的には誰が知っているのですか」とポンナンペルマはミューズします。 「農業は過去のものかもしれません。農業は非常にエネルギーと時間がかかります-私はそれを言うのは嫌です-無駄なプロセスです。

しかし、NASAの科学者たちは、農業から廃棄物を取り除くために取り組んでいます。彼らの目標は、植物を食物と酸素の両方の供給源として使用する、長期滞在中の宇宙飛行士のための総合的な生命維持システムを構築することです。宇宙飛行士からの二酸化炭素と廃棄物は、次に、植物の食物としてリサイクルされます。

エイムズ研究センターのNASA生物学者であるロバートV.マケルロイ博士は、完全に制御された環境下で通常の食品の生産効率を高めることが「クローズドエコロジカルライフサポートシステム」(CELSS)の核心であると述べています。たとえば、研究によると、二酸化炭素濃度が通常の大気のレベルの20倍に増加し、酸素が半分にカットされると、特別なチャンバー内の植物はより速く成長します。土壌の代わりに、植物は栄養分が豊富な液体を継続的に噴霧されます。

MacElroy氏によると、ラットを使用したCELSSシステムは、2、3年で運用可能になる可能性があり、NASAは、1998年までに、宇宙ステーションで2人の宇宙飛行士に食料を供給する実験システムを試験運用することを望んでいます。将来のスペースシャトルミッションに関する短期間の実験も、たとえば、重力なしで植物がどのように成長するかを決定するための計画にあります。

もちろん、管理された環境での集約農業技術の研究は、私たち自身の惑星に適用することができます。ビリンガム氏は、砂漠や山岳地帯など、通常の方法で食料を生産することが不可能な場所があり、小規模で集中的な農業施設を建設するのは簡単かもしれません。 MacElroyは、レタスやトマトなどの作物を管理された環境で栽培することは、年間を通じて寒い気候で、食料を長距離からトラックで運ぶ必要がある地域にとって、今日でも経済的である可能性があると示唆しています。

NASAは、宇宙飛行士に宇宙飛行士を養う他の方法を検討しています。これは、地球に向かうディナープレートにも行き着く可能性があります。

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*藻類の種類によっては、加工せずに食べることができるものもあれば、タンパク質を抽出する必要があるものもあります。いずれにせよ、宇宙飛行士は継続的に藻類の文化を育てていました。

*砂糖は植物の食べられない部分から製造される場合があります。植物の茎や葉に含まれるセルロースは、反芻動物では分解できますが、人間では分解できません。セルロースを人間が消化できる糖に分解するシステムを考案することができます。

*植物の新しい株は、植物をより効率的にし(非食用部分によって吸収される栄養素が少なくなる)、スペースを節約するために、より小さな茎、根、および他の非食用部分で設計される場合があります。一例:矮性小麦、または茎が短くなった小麦。