El aumento de la población mundial hace que la demanda de alimentos aumente constantemente, lo que lleva a una mayor demanda de proteínas para su uso en la alimentación animal. En particular, China se enfrenta a una grave escasez de fuentes de proteínas.
A pesar de ser líder mundial en producción porcina y acuicultura durante muchos años, China todavía depende en gran medida de la soja importada como alimento para animales, con un volumen de importación anual de alrededor de 100 millones de toneladas y una alta tasa de dependencia que supera el 80%.
Por lo tanto, es importante desarrollar métodos para la producción rápida y eficiente de proteínas de alta calidad. Y la solución más prometedora reside en la tecnología de la biología sintética.
Existen varias vías para la síntesis biológica de proteínas. La forma más sencilla es convertir subproductos de las industrias alimentaria y agrícola, como licor de maíz, granos de destilería y paja de arroz, en productos proteicos de mayor valor mediante el proceso de transformación microbiana.
Sin embargo, estos subproductos tienen un suministro y una calidad inestables, lo que dificulta la producción industrial.
Científicos chinos han encontrado un método de bajo costo para convertir el carbón en proteína para su uso como alimento para animales. (Foto: Shutterstock)
Otro enfoque notable implica la fermentación industrial con productos químicos que producen energía, utilizando metanol, que se deriva del carbón de forma económica.
Esto es lo que están investigando los científicos del Instituto de Biotecnología Industrial de Tianjin de la Academia de Ciencias de China (CAS), dirigidos por el profesor Wu Xin.
“El carbón, con reservas globales de alrededor de 107.000 billones de toneladas, se puede convertir en metanol mediante la gasificación del carbón. El metanol se mezcla bien con agua, proporcionando una alta eficiencia de fermentación en comparación con el gas y no requiere el uso de equipos de fermentación especializados”., escribió el profesor Wu en un artículo publicado en la revista China Science Bulletin.
Su equipo ahora ha desarrollado tecnología para producir proteínas que son más baratas que la biosíntesis de proteínas tradicional. Estos hallazgos se publicaron en la revista internacional revisada por pares Biotechnology for Biofuels and Bioproducts el 17 de noviembre de 11.
“La investigación sobre la síntesis de proteínas celulares a partir de metanol comenzó en la década de 1980, centrándose principalmente en la selección de cepas y la optimización del proceso de producción. Sin embargo, debido a los altos costos, los productos de fusión de proteínas con metanol no pueden competir con la proteína de soja y no se han producido a gran escala”., introdujo el profesor Wu en el artículo.
Para resolver el problema, su equipo recopiló más de 20.000 muestras de levadura de viñedos, bosques y humedales de toda China. A partir de esas muestras, identificaron cepas capaces de utilizar eficazmente diferentes azúcares y alcoholes como fuentes de carbono, incluida la cepa de levadura Pichia pastoris.
Luego, al eliminar genes específicos de la cepa silvestre de Pichia pastoris, crearon una levadura con tolerancia al metanol y una eficiencia metabólica enormemente mejorada. Esta técnica ha avanzado enormemente en el objetivo de convertir metanol en proteína.
“Los investigadores lograron un peso de células secas y un contenido de proteína cruda de 120 g/litro y 67,2 %, respectivamente, con su Pichia pastoris modificada. Y la eficiencia de convertir metanol en proteína alcanza el 92% del valor teórico"., decía el informe en el sitio del CAS.
La alta tasa de conversión hace que este método de producción de proteínas sea económicamente muy atractivo.
El profesor Wu dijo en el artículo: “No requiere tierra cultivable, no se ve afectado por la estación ni el clima y es miles de veces más eficiente que los métodos de fermentación tradicionales. Además, el contenido de proteínas en los microorganismos oscila entre el 40 y el 85%, lo que es significativamente mayor que el de las plantas naturales".
Estas proteínas también contienen un espectro completo de aminoácidos, vitaminas, sales inorgánicas, grasas y carbohidratos, lo que les permite reemplazar parcialmente la harina de pescado, la soja, la carne y la leche desnatada en polvo en una variedad de aplicaciones.
El equipo de investigación ha comenzado a implementar investigaciones a escala industrial, produciendo miles de toneladas de proteína de metanol para el ganado. Los socios específicos no se revelan.
Las proteínas microbianas son muy nutritivas y no contienen alérgenos como las proteínas de soja, lo que las convierte en una excelente fuente de proteínas. Sin embargo, actualmente sólo existen unos pocos productos en el mercado.
La empresa estadounidense KnipBio ha utilizado cepas genéticamente modificadas para producir KnipBio Meal, una proteína alimentaria de alta calidad comparable a la harina de pescado, a partir de metanol. Este producto ha recibido la aprobación de seguridad de la Administración de Medicamentos y Alimentos de EE. UU. (FDA).
Hoa Vu(Fuente: SCMP)
