编者按
近日，NUS与国际团队跨学科合作研发城市食物垃圾管理和食品系统，利用黑兵蝇幼虫从异质食物垃圾中生产安全和有营养的动物饲料和蔬菜肥料的方法，为可持续的食物垃圾管理制定了一个有影响力的蓝图。
国际团队跨学科合作
由新加坡国立大学（NUS）和新加坡-ETH中心（SEC）领导的科学家和城市设计师跨学科团队，与苏黎世联邦理工学院（ETH）和新加坡南洋理工大学（NTU）合作，旨在开发一个蓝图，利用热带黑兵蝇在新加坡等城市环境中整合食物垃圾管理和可持续食品生产。
这个为期三年的研究项目由NUS生物科学系的Nalini Puniamoorthy助理教授和美国证券委员会未来城市实验室全球项目的Stephen Cairns教授领导。
该项目汇集了本地和国际科学家、城市设计师以及来自废物管理和动物营养的工业伙伴，利用黑兵蝇将食物垃圾整合到城市的完全循环生物经济食品生产系统中。
（左起）Stephen Cairns教授，Alexander Mathys助理教授， Nalini Puniamoorthy助理教授，来源：NUS
核心团队还包括新加坡和瑞士的研究人员，包括ETH可持续食品加工团队Alexander Mathys助理教授和Moritz Gold博士；NUS生物科学系Roman Carrasco副教授；NUS食品科学与技术系Liu Mei Hui博士；以及NUS亚洲环境学院Janice Lee助理教授和Joyce Ong助理教授。
可持续食物垃圾管理和食品系统
新加坡在实现粮食安全的过程中面临着双重挑战——增加本地粮食生产和食物垃圾的循环利用。
当地生产鱼、家禽、鸡蛋、水果和蔬菜的产业严重依赖进口农业投入品，如矿物肥料和动物饲料。这些进口产品增加了当地食品生产的成本，并可能对环境产生不利影响。
在国内生产这些农业投入品可以减轻本地食品生产的一些负担和成本。然而，新加坡每年焚烧近70万吨的食物垃圾，这导致原本可以转化为农业投入的宝贵营养物质流失。
项目研发的城市食物垃圾管理和食品系统，旨在开发利用黑兵蝇幼虫从异质食物垃圾中生产安全和有营养的动物饲料和蔬菜肥料的方法。这可以减轻对进口农业投入的依赖，提高粮食安全，并减少新加坡的环境足迹。
利用黑兵蝇幼虫从食物垃圾中生产饲料和肥料，来源：NUS
黑兵蝇幼虫生长迅速，可将食物垃圾转化为家禽和水产养殖日粮的高蛋白饲料成分。富含矿物质的黑兵蝇粪便——营养丰富的幼虫废物生物转化的残留物——有潜力在土壤和无土农业中补充甚至替代商业肥料。黑兵蝇幼虫本身含有大量的蛋白质和脂肪，也可用于动物饲料配方。
Puniamoorthy助理教授表示：“这个项目的重点是通过一个循环过程来加强食物安全，在这个过程中，食物垃圾的价值被捕获并与食物生产相联系。这一大规模的努力将使新加坡更接近其 ‘30 by 30 ’的目标，即到2030年提高本地种植30%粮食需求的能力和水平。”
“我们正在进行多方面的研究，为可持续的食物垃圾管理制定一个有影响力的蓝图，这有助于最终提高新加坡城市化进程中的食物产量。除了强大的跨学科专家团队外，我们期待着吸引包括博士后研究员、研究助理和学生的多样化的人才库来为我们的研究做出贡献。”
社会和城市景观设计流程
与大多数商业方法不同的是，黑兵蝇幼虫被用来处理同质化的食品生产副产品，如秋葵或啤酒厂的废谷物，研究团队正在研究培育能够处理异质废物的幼虫，以适应新加坡多样化的食物消费模式。此外，为了将循环系统有效地融入密集型城市的城市结构和居民的生活，城市设计发挥着重要作用。
Stephen Cairns教授表示为新加坡这样的高密度城市设计完全的循环食物系统，需要不同规模的试验。
他补充道：“较大的集中式黑兵蝇幼虫处理设施可与食品生产区结合起来，以减少源头的浪费，并进一步在下游的酒店和批发零售商中进行处理，而紧凑的分散式设施可与餐馆、小贩中心和城市农场相连接。甚至更小的移动装置也可以覆盖居民区、社区农场以及建筑和港口工地。”
五管齐下的跨学科方法
由昆虫饲养、城市设计、可持续发展、食品安全和营养方面的专家组成的团队将采取一种协同增效、五管齐下的方法，通过升级改造食物垃圾，使新加坡成为全循环食物系统的全球领跑者。
该研究涵盖了五个相互关联的主题：
1. 利用新的机器学习方法，在幼虫饲养中开发黑兵蝇分解食物垃圾的过程；
2. 通过城市设计和网络概念，以可持续的方式将新加坡的废物管理和黑兵蝇生物转化整合到不同规模的城市中；
3. 通过成本效益分析，评估使用黑兵蝇幼虫作为农业投入的环境影响；
4. 评估黑兵蝇作为动物饲料和黑兵蝇粪便作为蔬菜肥料的食品安全和营养价值；
5. 扩大行业合作伙伴关系，并建立机制，促进社区参与食物垃圾的循环利用。
该项目设在新加坡，由新加坡国家研究基金会（NRF）在其卓越研究和技术企业校园（CREATE）计划下资助，旨在为新加坡带来环境、社会和经济效益。