近日，NUS與國際團隊跨學科合作研發城市食物垃圾管理和食品系統，利用黑兵蠅幼蟲從異質食物垃圾中生産安全和有營養的動物飼料和蔬菜肥料的方法，爲可持續的食物垃圾管理制定了一個有影響力的藍圖。
國際團隊跨學科合作
由新加坡國立大學（NUS）和新加坡-ETH中心（SEC）領導的科學家和城市設計師跨學科團隊，與蘇黎世聯邦理工學院（ETH）和新加坡南洋理工大學（NTU）合作，旨在開發一個藍圖，利用熱帶黑兵蠅在新加坡等城市環境中整合食物垃圾管理和可持續食品生産。
這個爲期三年的研究項目由NUS生物科學系的Nalini Puniamoorthy助理教授和美國證券委員會未來城市實驗室項目的Stephen Cairns教授領導。
該項目彙集了本地和國際科學家、城市設計師以及來自廢物管理和動物營養的工業夥伴，利用黑兵蠅將食物垃圾整合到城市的完全循環生物經濟食品生産系統中。
（左起）Stephen Cairns教授，Alexander Mathys助理教授，
Nalini Puniamoorthy助理教授，來源：NUS
核心團隊還包括新加坡和瑞士的研究人員，包括ETH可持續食品加工團隊Alexander Mathys助理教授和Moritz Gold博士；NUS生物科學系Roman Carrasco副教授；NUS食品科學與技術系Liu Mei Hui博士；以及NUS亞洲環境學院Janice Lee助理教授和Joyce Ong助理教授。
可持續食物垃圾管理和食品系統
新加坡在實現糧食安全的過程中面臨著雙重挑戰——增加本地糧食生産和食物垃圾的循環利用。
當地生産魚、家禽、雞蛋、水果和蔬菜的産業嚴重依賴進口農業投入品，如礦物肥料和動物飼料。這些進口産品增加了當地食品生産的成本，並可能對環境産生不利影響。
在國內生産這些農業投入品可以減輕本地食品生産的一些負擔和成本。然而，新加坡每年焚燒近70萬噸的食物垃圾，這導致原本可以轉化爲農業投入的寶貴營養物質流失。
項目研發的城市食物垃圾管理和食品系統，旨在開發利用黑兵蠅幼蟲從異質食物垃圾中生産安全和有營養的動物飼料和蔬菜肥料的方法。這可以減輕對進口農業投入的依賴，提高糧食安全，並減少新加坡的環境足迹。
利用黑兵蠅幼蟲從食物垃圾中生産飼料和肥料，來源：NUS
黑兵蠅幼蟲生長迅速，可將食物垃圾轉化爲家禽和水産養殖日糧的高蛋白飼料成分。富含礦物質的黑兵蠅糞便——營養豐富的幼蟲廢物生物轉化的殘留物——有潛力在土壤和無土農業中補充甚至替代商業肥料。黑兵蠅幼蟲本身含有大量的蛋白質和脂肪，也可用于動物飼料配方。
Puniamoorthy助理教授表示：“這個項目的重點是通過一個循環過程來加強食物安全，在這個過程中，食物垃圾的價值被捕獲並與食物生産相聯系。這一大規模的努力將使新加坡更接近其 ‘30 by 30 ’的目標，即到2030年提高本地種植30%糧食需求的能力和水平。”
“我們正在進行多方面的研究，爲可持續的食物垃圾管理制定一個有影響力的藍圖，這有助于最終提高新加坡城市化進程中的食物産量。除了強大的跨學科專家團隊外，我們期待著吸引包括博士後研究員、研究助理和學生的多樣化的人才庫來爲我們的研究做出貢獻。”
社會和城市景觀設計流程
與大多數商業方法不同的是，黑兵蠅幼蟲被用來處理同質化的食品生産副産品，如秋葵或啤酒廠的廢谷物，研究團隊正在研究培育能夠處理異質廢物的幼蟲，以適應新加坡多樣化的食物消費模式。此外，爲了將循環系統有效地融入密集型城市的城市結構和居民的生活，城市設計發揮著重要作用。
Stephen Cairns教授表示爲新加坡這樣的高密度城市設計完全的循環食物系統，需要不同規模的試驗。
他補充道：“較大的集中式黑兵蠅幼蟲處理設施可與食品生産區結合起來，以減少源頭的浪費，並進一步在下遊的酒店和批發零售商中進行處理，而緊湊的分散式設施可與餐館、小販中心和城市農場相連接。甚至更小的移動裝置也可以覆蓋居民區、社區農場以及建築和港口工地。”
五管齊下的跨學科方法
由昆蟲飼養、城市設計、可持續發展、食品安全和營養方面的專家組成的團隊將采取一種協同增效、五管齊下的方法，通過升級改造食物垃圾，使新加坡成爲全循環食物系統的全球領跑者。
該研究涵蓋了五個相互關聯的主題：
1. 利用新的機器學習方法，在幼蟲飼養中開發黑兵蠅分解食物垃圾的過程；
2. 通過城市設計和網絡概念，以可持續的方式將新加坡的廢物管理和黑兵蠅生物轉化整合到不同規模的城市中；
3. 通過成本效益分析，評估使用黑兵蠅幼蟲作爲農業投入的環境影響；
4. 評估黑兵蠅作爲動物飼料和黑兵蠅糞便作爲蔬菜肥料的食品安全和營養價值；
5. 擴大行業合作夥伴關系，並建立機制，促進社區參與食物垃圾的循環利用。
該項目由新加坡國家研究基金會（NRF）在其卓越研究和技術企業校園（CREATE）計劃下資助，旨在爲新加坡帶來環境、社會和經濟效益。
