סין "הופכת" פחם לחלבון

[מודעה_1]

האוכלוסייה העולמית הגדלה הובילה לביקוש גובר למזון, מה שהוביל לביקוש גובר לחלבון לשימוש במזון לבעלי חיים. סין, בפרט, מתמודדת עם מחסור חמור במקורות חלבון.

למרות היותה מובילה עולמית בייצור חזירים וחקלאות ימית במשך שנים רבות, סין נותרה תלויה במידה רבה בפולי סויה מיובאים למספוא לבעלי חיים, עם יבוא שנתי של כ-100 מיליון טון ויחס תלות העולה על 80%.

לכן, פיתוח שיטות לייצור חלבונים איכותיים במהירות וביעילות הוא בעל חשיבות רבה. והפתרון המבטיח ביותר טמון בביולוגיה סינתטית.

ישנן מספר דרכים לסינתזת ביו-חלבונים. הפשוטה ביותר היא להמיר תוצרי לוואי מתעשיות המזון והחקלאות , כגון ליקר תירס, דגני זיקוק וקש אורז, למוצרי חלבון בעלי ערך גבוה יותר באמצעות טרנספורמציה מיקרוביאלית.

עם זאת, האספקה והאיכות של תוצרי לוואי אלה אינם יציבים, מה שמקשה על הייצור התעשייתי.

מדענים סינים מצאו דרך זולה להפוך פחם לחלבון לשימוש כמזון לבעלי חיים. (צילום: Shutterstock)

גישה בולטת נוספת הכוללת תסיסה תעשייתית באמצעות כימיקלים לייצור אנרגיה היא השימוש במתנול, המופק בזול מפחם.

זה מה שחוקרים מדענים ממכון טיינג'ין לביוטכנולוגיה תעשייתית של האקדמיה הסינית למדעים (CAS), בראשות פרופסור וו שין.

"פחם, עם עתודות עולמיות של כ-107 טריליון טון, ניתן להמיר למתנול באמצעות גיזוז פחם. מתנול מתערבב היטב עם מים, יעיל יותר בתסיסה מאשר גז, ואינו דורש ציוד תסיסה מיוחד", כתב פרופסור וו במאמר שפורסם ב-China Science Bulletin.

צוותו פיתח כעת טכנולוגיה לייצור חלבונים שהיא זולה יותר מביוסינתזה מסורתית של חלבונים. הממצאים פורסמו בכתב העת הבינלאומי שעבר ביקורת עמיתים Biotechnology for Biofuels and Bioproducts ב-17 בנובמבר 2023.

"מחקר על סינתזה של חלבוני תאים ממתנול החל בשנות ה-80, תוך התמקדות בעיקר בבחירת זנים ואופטימיזציה של תהליכים. עם זאת, עקב עלויות גבוהות, מוצרי חלבון המסונתזים ממתנול אינם יכולים להתחרות בחלבון סויה ולא יוצרו בקנה מידה גדול", הציג פרופסור וו במאמר.

כדי לטפל בבעיה, צוותו אסף יותר מ-20,000 דגימות שמרים מכרמים, יערות ואדמות ביצות ברחבי סין. מהדגימות הללו הם זיהו זנים שהצליחו להשתמש ביעילות בסוכרים ואלכוהולים שונים כמקורות פחמן, כולל זן השמרים Pichia pastoris.

לאחר מכן, על ידי דיכוי גנים ספציפיים בזן בר של Pichia pastoris, הם יצרו שמרים בעלי סבילות למתנול ושיפור משמעותי ביעילות מטבולית. טכניקה זו קידמה מאוד את המטרה של המרת מתנול לחלבון.

"החוקרים השיגו משקל תאים יבשים ותכולת חלבון גולמי של 120 גרם/ליטר ו-67.2%, בהתאמה, עם Pichia pastoris שעבר שינוי. ויעילות ההמרה ממתנול לחלבון הגיעה ל-92% מהערך התיאורטי", נכתב בדו"ח CAS.

שיעור ההמרה הגבוה הופך את שיטת ייצור החלבון הזו לאטרקטיבית מאוד מבחינה כלכלית.

"הוא אינו דורש אדמה חקלאית, אינו מושפע מעונות השנה והאקלים, והוא יעיל פי אלפי משיטות תסיסה מסורתיות. יתר על כן, תכולת החלבון של המיקרואורגניזמים נעה בין 40 ל-85 אחוזים, שהיא גבוהה משמעותית מזו של צמחים טבעיים", אמר פרופסור וו במאמר.

חלבונים אלה עשירים גם בחומצות אמינו, ויטמינים, מלחים אנאורגניים, שומנים ופחמימות, מה שמאפשר להם להחליף חלקית קמח דגים, סויה, בשר ואבקת חלב רזה במגוון יישומים.

צוות המחקר החל בפריסות מחקר בקנה מידה תעשייתי, ויצר אלפי טונות של חלבון מתנול עבור בעלי חיים. השותף הספציפי לא נחשף.

חלבונים מיקרוביאליים הם בעלי ערך תזונתי גבוה וחופשיים מהאלרגנים המצויים בחלבוני סויה, מה שהופך אותם למקור מצוין לחלבון. עם זאת, ישנם רק מוצרים מעטים בשוק כיום.

חברת KnipBio האמריקאית השתמשה בזנים מהונדסים גנטית כדי לייצר את KnipBio Meal, חלבון מזון איכותי הדומה לקמח דגים, ממתנול. מוצר זה קיבל אישור בטיחות ממנהל המזון והתרופות האמריקאי (FDA).

הואה יו (מקור: SCMP)

[מודעה_2]
מָקוֹר