تولید پروتئین از هوا و آب

به گزارش خبرنگار گروه علم و فناوری خبرگزاری برنا؛ محققان آلمانی روشی پایدار برای تولید پروتئین و ویتامین B۹ از میکروب‌ها با استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر توسعه داده‌اند. این جایگزین مبتنی بر مخمر می‌تواند با ارائه یک گزینه غنی از مواد مغذی که به زمین کشاورزی نیازی ندارد، به حل چالش‌های جهانی غذا کمک کند.

محققان در آلمان موفق شده‌اند روشی برای برداشت پروتئین و ویتامین B۹ از میکروب‌ها ابداع کنند که تنها نیاز به هیدروژن، اکسیژن و CO۲ دارد. این فناوری که به تازگی در مجله Trends in Biotechnology از انتشارات Cell Press منتشر شده، با انرژی‌های تجدیدپذیر کار کرده و یک پروتئین جایگزین پایدار و غنی از ریزمغذی‌ها تولید می‌کند که ممکن است روزی به سفره‌های ما برسد.

لارجوس آنگننت، نویسنده مسئول از دانشگاه توبینگن، آلمان، گفت: این فرآیندی تخمیری مشابه با تولید آبجو است، اما به‌جای دادن شکر به میکروب‌ها، به آنها گاز و استات دادیم. ما می‌دانستیم که مخمر‌ها می‌توانند با شکر ویتامین B۹ تولید کنند، اما نمی‌دانستیم آیا با استات هم می‌توانند همین کار را انجام دهند یا خیر.

راه‌حلی برای چالش‌های غذایی در حال رشد

آنگننت گفت: «ما به‌سمت جمعیت ۱۰ میلیاردی پیش می‌رویم و با تغییرات آب و هوایی و منابع محدود زمینی، تولید غذای کافی روزبه‌روز دشوارتر خواهد شد. یکی از راه‌حل‌ها، تولید پروتئین در بیوراکتور‌ها از طریق بیوتکنولوژی است به‌جای کشت محصولات کشاورزی برای تغذیه دام‌ها. این امر کشاورزی را بسیار کارآمدتر می‌کند.»

تیم تحقیقاتی یک سیستم بیوراکتور دو مرحله‌ای طراحی کرده‌اند که مخمری غنی از پروتئین و ویتامین B۹ تولید می‌کند. این ویتامین که به نام فولات نیز شناخته می‌شود، برای عملکرد‌های حیاتی بدن مانند رشد سلولی و متابولیسم ضروری است.

در مرحله اول، باکتری Thermoanaerobacter kivui هیدروژن و CO۲ را به استات (که در سرکه یافت می‌شود) تبدیل می‌کند. در مرحله دوم، Saccharomyces cerevisiae، که بیشتر به‌عنوان مخمر نانوایی شناخته می‌شود، از استات و اکسیژن برای تولید پروتئین و ویتامین B۹ تغذیه می‌کند. هیدروژن و اکسیژن نیز می‌توانند از طریق الکترولیز آب با استفاده از انرژی پاک تولید شوند.

ارزش غذایی قابل مقایسه با غذا‌های سنتی

مشخص شد که مخمر تغذیه‌شده با استات به اندازه مخمر‌هایی که از شکر تغذیه می‌شوند، ویتامین B۹ تولید می‌کند. تنها ۶ گرم یا ۰.۴ قاشق غذاخوری از مخمر خشک‌شده برداشت‌شده می‌تواند نیاز روزانه به ویتامین B۹ را تأمین کند. سطوح ویتامین توسط تیمی به رهبری مایکل ریچلیک در دانشگاه فنی مونیخ، آلمان، اندازه‌گیری شد.

برای پروتئین، محققان دریافتند که سطح پروتئین در مخمرشان بیشتر از گوشت گاو، خوک، ماهی و عدس است. ۸۵ گرم یا ۶ قاشق غذاخوری مخمر می‌تواند ۶۱٪ از نیاز روزانه به پروتئین را تأمین کند، در حالی که گوشت گاو، خوک، ماهی و عدس به ترتیب ۳۴٪، ۲۵٪، ۳۸٪ و ۳۸٪ از نیاز را تأمین می‌کنند. با این حال، باید مخمر به‌منظور حذف ترکیباتی که می‌توانند خطر نقرس را افزایش دهند، تحت درمان قرار گیرد. حتی در این صورت، مخمر درمان‌شده همچنان ۴۱٪ از نیاز روزانه به پروتئین را تأمین می‌کند که قابل مقایسه با منابع پروتئینی سنتی است.

حل چالش‌های زیست‌محیطی و امنیت غذایی

این فناوری با هدف مقابله با چندین چالش جهانی، از جمله حفاظت از محیط زیست، امنیت غذایی و بهداشت عمومی طراحی شده است. با استفاده از انرژی پاک و CO۲، این سیستم تولید مواد غذایی با کاهش انتشار کربن همراه است. همچنین این روش نیاز به استفاده از زمین‌های کشاورزی را از بین می‌برد و فضایی برای حفاظت از محیط زیست ایجاد می‌کند. آنگننت تأکید می‌کند که این فناوری به رقابت با کشاورزان نخواهد پرداخت، بلکه به آنها کمک می‌کند تا محصولات کشاورزی و سبزیجات را به‌صورت پایدار تولید کنند. همچنین مخمر این تیم می‌تواند به کشور‌های در حال توسعه در مقابله با کمبود مواد غذایی و ریزمغذی‌ها کمک کند.

اما پیش از آن‌که بتوان مخمر تیم تحقیقاتی را به‌عنوان یک جایگزین پروتئینی در قفسه‌های فروشگاه‌ها پیدا کرد، آنگننت می‌گوید که هنوز کار‌های زیادی باید انجام شود. آنها برنامه دارند تولید را بهینه‌سازی و افزایش دهند، ایمنی مواد غذایی را بررسی کنند، تحلیل‌های فنی و اقتصادی انجام دهند و علاقه بازار را ارزیابی کنند.

آنگننت گفت: «این‌که بتوانیم ویتامین و پروتئین را به‌طور همزمان و با نرخ تولید نسبتاً بالا، بدون استفاده از هیچ زمینی تولید کنیم، بسیار هیجان‌انگیز است. محصول نهایی گیاهی/وگان، غیرتراریخته و پایدار است که می‌تواند برای مصرف‌کنندگان جذاب باشد.»

انتهای پیام/