要保证我们星球上几十亿人口有营养价值丰富的食物，消灭饥饿，特别是由于缺乏蛋白质而引起的饥饿，这是困难的，非常困难！但是有一个简单的解决办法——合成食物。而要制联合成食物，必须简化食物链环节。
有一门科学叫“生态学”。它的研究历史不长。这是一门研究自然界存在的诸系统的科学。食物系统便是其中之一：太阳能——植物——动物——人。人吃动物的肉；动物吃植物，植物生长靠太阳能。这四个环节组成一个食物系统，也叫食物链。这个天然的食物系统效应是很低的。
作一个设想，有一个小孩整年（从12岁至13岁）只靠吃牛肉生活，而牛在牧场上只吃苜蓿草，苜蓿草靠太阳能生存。在一个四公顷面积的牧场上饲养总重为一吨的四头半牛，供养一个体重为48公斤的小孩食用。
从落到四公顷牧场上的全部太阳能中，苜蓿草为自身生长所需的能量只有0.24%；
从苜蓿草中储存的能量中，牛为生长所需的能量只有8%；
从牛犊储存的能量中，儿童为生长所需的能量是0.7%。
从生产观点看，大自然完全是一个不合格的“工程师”！有用的能量只有百万分之一，有效系数是0.0001%！！！
在这个食物系统中，人是最后一个环节，他与太阳、苜蓿草、牛犊不周，人有智慧，靠这个系统供养人类是不行的，必须加以改善。这是因为，在地球上，每人按四公顷土地计算是不够的。这种算法是最简单的，实际上全世界人口40多亿，陆地面积14，500万公顷，但是90多的陆地是冰冻、沼泽、山石、沙漠等地带。可耕地面积约160万公顷，即每人0.4公顷。也就是说，如按上述设想，一吨重的四头半牛只能供养十分之一儿童！
出路何在？简化食物链环节，制取合成食物！
为了更好地说明，我们再增加两个环节：分子和细胞；这样做，不是使问题复杂化，而是更明确了。事实上，能量作用于分子，分子位于植物细胞或独立的单细胞体中。此外，还有直接生产食物的细胞，我们称它为酵母细胞。
还应当指出，在植物环节中有可食和不可食之分：人可食粮食、蔬菜、肉类，不可食草、叶、皮……可是人不可食的植物，对动物环节又是必不可少的。
这样一来，能量（太阳能和其他能）的利用形成这样一个序列：分子——细胞——不可食植物和可食植物——动物——人。
目前，人以食物的形式获取能量（和物质）只能靠动物和植物这两个环节。那么，能否简化？我们认为，完全可能。这里有四条途径。
1. 从不可食植物中制取植物性食物（如用树木制取糖）；
2. 不经动物环节制取动物性食物（如用小麦和大豆制作煎牛排等）；
3. 不靠动物和植物，而用酵母细胞制取食物；
4. 不靠细胞、不靠动物、不靠植物，而借助分子中的能量合成食物。
现依次说明如下：
一、从不可食的树木中制取糖
木质、茎秆、稻草、树皮、叶子和草基本上都是由纤维素（细胞组织）构成的。纤维素是类似淀粉的一种多糖物质。很可惜只有反刍动物才能消化，而且还不是任何纤维素都能消化。羊喜欢咬植物皮，牛喜欢吃草（生存在牛羊消化系统里的微生物可帮助它们消化这种细胞组织）。而对人来说，草是不可食的，对动物来说，木质是不可食的。只有木蠢蛾才以树木为食。
苏联是多森林国家：松树，枞树比小麦还多。1975年苏联砍伐和运出的木材31，100万立方米，含纤维素3，000万吨此外，还种植皮棉790万吨，含纤维素300万吨。总共3，300万吨纤维素。从理论上讲，这些纤维素可以转化成3，300万吨葡萄糖。
但是，纤维素转化成葡萄糖还需要进行水解。纤维素水解，可通过两种途径：或在高温下使用浓酸分解，或借助酶的作用分解。这时，可得到D－葡萄糖，甜度不太高。但是，可继续从葡萄糖中制取转化糖，它比砂糖甜度高。
从纤维素制取转化糖暂时还处于试验阶段。从玉米淀粉中制取转化糖，在美国已进行大规模的工业生产。
在玉米的生产方面，一开始先进行脱脂，制取玉米油，被脱脂的玉米粉分解出淀粉和蛋白质。然后，淀粉在酶——α - 淀粉酶和葡萄糖酶的作用下构成葡萄糖溶液，再通过第三种酶——葡萄糖异构酶制成转化糖。目前，美国每年可以加工制造59万吨玉米，制取35万吨转化糖，及其他有益的产品——玉米油和蛋白质。从玉米中制取的转化糖价值每吨173美元，从甘蔗制取的蔗糖价值每吨334美元，从甜菜制度甜菜糖每吨327美元。而且甜菜易腐坏。全年保存，又贵又不方便，所以制糖厂每逢秋季收获后全体动员，紧急生产，冬、春、夏三季停工休息。
今天的原料是玉米，未来的原料就是木质。因此，提供丰富的糖源是不成问题的。
二、不经动物环节制取肉类食品
制取肉类食品，主要解决蛋白质的问题。在食物中制取蛋白质途径是比较狭窄的。最好的蛋白质是各种动物喂养子崽的奶和蛋。这些东西对儿童特别重要。肉的蛋白营养价值并不很高，植物蛋白营养价值就更低了。所以这些蛋白质按其成分来说并不总是合适的。
原则上讲，蛋白质不仅可以从果实，谷粒中制取，而且也可以从草和叶中制取。从草中制取食物就是简化食物链的一种方法。通常我们是“委托”牛加工草而得到牛肉。但是，靠饲养牛吃牛肉是不合算的，因为除肉之外，还有角、尾巴、骨头和皮，这些不能吃。
为从草或叶子中制取蛋白质，必须进行粉碎和碾压，细胞组织受压，大部分蛋白质变成液汁，这液汁是相当有营养的。但被叶绿素“污染”了，不过，叶绿素可通过酒精水解排除，剩下的就是蛋白质液汁了。
因此，草和叶子可以食用，这是不足为怪的。难道莴苣、酸模、卷心菜——吃的不都是叶子吗？葱不是吃茎吗？不过，用草制造食物还处于试验阶段。
问题在于，植物蛋白不是最有价值的，蛋白质是各种氨基酸组成的。在氨基酸中有可代替的、和不可代替的。不可代替的氨基酸规定食物的价值，如果这种氨基酸耗尽，食物就没有用了，只有废弃。
那么，怎样鉴别蛋白质，什么样的蛋白质是最好的？看来，对动物来说，最好的是奶蛋白。现将奶蛋白与其他食物蛋白作一比较：
从表1中可以看出，牛肉、面粉和马铃薯的蛋白质与牛奶相比含大约60 ~ 70%的不可代替的氨基酸。牛肉的比例数比较平衡，无严重缺损氨基酸的情况，所以若需要大量蛋白质的话，可用牛肉代替牛奶。面粉中赖氨酸较少，而马铃薯中白氨酸略低。如果从其他某种食品中给马铃薯补充白氨酸，这时马铃薯的营养价值不会低于肉类。
在考虑植物蛋白时，根据化学指标将它们与理想的蛋白质——奶的酪蛋白相比较，比如小麦面粉的指标0.3，这就是说，需要吃三倍以上的面粉蛋白，才能代替奶蛋白。如果向面粉中补充纯赖氨酸，那面粉的营养价值会急剧上升……不止三倍。如加上少许赖氨酸，少许苏氨酸就使面粉蛋白质达到奶蛋白的营养价值。
在动物身上进行了大量试验，成效显著，目前在畜牧业已广泛采用这种蛋白质平衡法。
实质上，人类自古以来就在研究这种平衡，如往面包中夹奶酪或香肠。在国外，如日本、捷克在烤制面包时预先把赖氨酸加进面团中。这种面包作儿童早餐最佳，因为正在发育成长的儿童特别需要这种平衡的强化食品。
这种未来的食品已提前进入我们的生活，目前世界上每年生产250吨赖氨酸和100吨蛋氨酸，用于食品和牲口饲料。
添加了赖氨酸、色氨酸和蛋氨酸的面粉混合食物，其营养价值等于牛奶。而添加了苏氨酸、白氨酸和缬氨酸后，其营养价值超过牛奶。
蛋氨酸有一种不愉快的味道，最好把它转化为比较复杂的加倍化合物——二肽，尽管在胃里，二肽要分解成单个的氨基酸。
这种平衡蛋白质的方法只能在工业生产上使用，而在家庭的厨房里是做不到的。
所有这些都是从食物链中排除多余环节的方法。而简化一个环节，会提高产量十倍以上。这就是说，植物性食物的平衡，没有动物环节也可以办到。我们可以不靠牛吃到牛肉，不靠羊吃到羊肉！
任何植物性食物都可以平衡。但是，在植物蛋白质中，大豆蛋白质最接近肉蛋白质。通常在平衡蛋氨酸时都以这种蛋白质作为基础，顺便还可制取豆油。日本每年生产此类食品100万吨，美国生产约50万吨。大豆蛋白质添加在香肠、小灌肠、绞肉中可以提高这些食物的重量并不影响其质量。纯大豆和小麦蛋白质可以像纺织人造丝那样纺织和制取纤维。如果把这些纤维加以调料，添加上必要的味、香、色，那会制造出种类繁多的肉类食品。例如，在美国一家饭店的食品单上写着：
小麦制的松软煎牛排 小麦制的烤肉 小麦和大豆制的素煎牛排 大豆和玉米制的香肠 大豆制的牛肉 大豆制的火腿 小麦和大豆制的小灌肠 大豆制的雏鸡肉 大豆和小麦制的火鸡肉 大豆、小麦和酵母制的熏猪肉。
还有十二种肉食和素食。
论味道，这些食品比天然食品略差些，但价格便宜，人们喜欢购买。
在苏联完全用新的方法从植物蛋白中制取食物纤维，试制成类似肉类组织结构的纤维状食品。也就是把植物蛋白质转化为牛排、小灌肠和火腿等植物性食品。这不仅仅有益于降低食品价格，其优越性在于：
第一，人造食品可以根据食品科学的正确制作方法制取。可以往人造食品中放入精确的必需数量的蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素和有机盐。在混合时很容易添加所需的各种氨基酸，从而提高食品的营养价值。
第二，适于储藏保管。从谷物或大豆分解出来的蛋白质、脂肪和碳水化合物，在化学上是同类的。它们可以单独贮存，在正常温度下久存不会腐坏。只有放在一起贮存时，才会彼此破坏。
第三，与天然食物不同，单独制取的蛋白质、脂肪和碳水化合物按其组成成分和性质是合乎标准的。这就有可能实现现代自动化工业烹饪技术。所有这些正在逐步成为我们今天的现实。
三、不用粮食制作面包
以上已证明，食物链中的动物环节完全可以排除，下一步就要排除植物环节，即不用粮食制作面包。不靠农业生产面包，其途径是用酵母制取食物。
食物酵母对人类来说并非新事，几千年来在烤制面包和酿酒方面就使用酵母，烤制面包的酵母将碳水化合物发酵，分解出碳气和有机酸，酿酒的酵母将糖发酵，把糖转化成酒精。葡萄糖可以看作是复杂的酒精，酵母是显微镜下最小的真菌。生物学家通常将真菌列入最简单的低级植物。酵母只能利用现成的物质如葡萄糖、或吸取造纸制糖过程中产生的废料，以及酒精、醋酸、碳氢化合物，其中包括石蜡。石蜡——这是一种带有16 ~ 26个原子的碳氢化合物。它是从纯石油中抽取的，所以说，酵母可以由石油产品供给。
酵母从石蜡中构成自己的单细胞体，而这些细胞和所有生物一样是由蛋白质（35 ~ 50%），碳水化合物（20 ~ 40%），脂肪（5 ~ 20%），核酸（10%）及许多维生素构成的。
我们要从废料中制取食物，从锯屑中制取食物，从石油制取食物！酵母能以惊人的超工业速度制取食物。它生长的速度是巨大和无与伦比的。
酵母累积的蛋白质比牛快几千倍，比谷类快几百倍。（而谷穗收获要整整一年。）
但可惜的是，大量酵母甚至是有害的。此外，在这些物质中有许多核酸，达10%，而超过2%对人体就有害。在用食盐溶液加工酵母时需要排除这些物质。
酵母的蛋白质、脂肪和碳水化合物可能与习惯的不同，需要在排除不良杂质时把它们分解出来。
众所周知，蛋白质和碳水化合物是生物聚合物：蛋白质是多肽，碳水化合物是多糖，为了使有机体能吸收，必须将“多”转化为“单”。在加工酵母食物时，也需要这样做。可惜，这种加工是不简单的，因为酵母化学与动植物化学有明显的区别。
酵母有用多糖（也有用碳水化合物）构成的细胞外壳。这些多糖是由葡萄糖和甘露糖支链组成的，这些支链被四肽构成的许多桥缀在一起，而作为肽的组成成分是蛋白质氨基酸、非蛋白质氨基酸和脂肪。这样的结构可以保证坚固度和弹性。因此，要破坏细胞的外壳是不那么容易的，要破坏它，或者采用机械的方法，或者采用化学的方法。
机械方法与压力的剧烈交替有关，快速运动时，在液体，其中包括在酵母溶液中，出现气泡。当气泡破坏时，产生压力的部分下降。这样，金属也会破坏，不仅是酵母细胞。
化学方法——就是水解，即分解大分子，但是水解需要加热和浓酸，而酸会腐蚀仪器，还要破坏氨基酸。所以宁愿采用另外的方法，不用水解的方法，如利用细胞的自溶作用——自身破坏。
—般说，细胞的自溶作用对农业是有害的。因为它使蔬菜和水果腐烂，破坏肉类的营养。可是，在这里它是有益的。因为在生物酵母细胞内，有很多起破坏作用的酶：蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、核酸酶。这些酶都封闭在生物细胞内，在被高温杀死的细胞内这些酶可以毫无控制地破坏一切。然后，把被酶破碎的物质分成等级。这样便获取了按重量分等的氨基酸、核酸、碳水化合物和某些维生素，这就是制造任何食物的材料。
不仅是酵母，而且其他微生物都能成为未来食物的基础。细菌可以在天然气体中培植。在中非许多小型水塘中培植单细胞海藻，当地的居民很喜欢利用海藻制取食物。人们很难想象小球藻将成为制取宇航员在宇宙飞行期间的食品。
四、利用微生物制取食物
利用微生物制取食物需要提供足够数量的碳水化合物、醋酸，以及一些不可代替的物质。利用这种方法制取食物与利用动植物环节制取食物相比，将获得令人难以置信的效果。
微生物本身可以利用外界环境制造蛋白质所必需的氨基酸。它比较柔软，容易适应外界条件。
可以想象这样一种情景：如果外界环境对合成重要氨基酸最必需的某种维生素很少，少得可怜，这自然对合成将会受到阻碍，生长和繁衍将会减慢速度，细胞的后代将会遭到灭绝的威胁。而这时，某些适应不利环境的细胞便开始产生需要的氨基酸，储备起来，使所缺乏的维生素的每一个分子充分利用起来，不使一个失落。这时，未被利用的、储备的氨基酸便进入周围溶液。
具有高生产效能的品种（菌株）就是这样制取的。
我们也可以借助作用力很强的化学物质或硬性射线——X射线、放射性射线来达到类似的结果。这些物质和射线可以改变基因，破坏遗传机制，细胞开始产生另一种物质或改变为另一种比例。微生物学应当选择最高生产效能的品种。如选择新的霉菌品种。这些品种可提供最强的抗生物质，比所有抗生物质的“祖先”——盘尼西林有效得多。这样，便选择出能生产多种氨基酸（L - 谷氨酸，L - 赖氨酸，次黄嘌呤核甙酸）的微生物新品种。
但是微生物有一个重要的弱点：它易变化，无定形，既受好的影响，也受坏的影响。我们能够培植它，但外界那些捉摸不定的变化，如季节（春、夏）差别和水的成分的差别，可以使我们的一切努力化为乌有。在另一种情况下，以同样的努力培植出来的微生物可能重新变成不可培植的、不顺从的。所以在生产不太复杂的物质时，化学家总是力求不利用微生物。从食物链中排除这一环节，直接利用能量和分子为餐桌提供可口的食物，不经过动物的胃，不经过植物的叶子和谷粒，不经过单细胞微生物这个“变化无常的工厂”而制取未来的食品。
[《Пuщα буòущeιo》]