האוכלוסייה העולמית הגדלה והולכת הובילה לעלייה מתמדת בביקוש למזון, וכתוצאה מכך עלייה מקבילה בצורך בחלבון במזון לבעלי חיים. סין, בפרט, מתמודדת עם מחסור חמור בחלבון.
למרות היותה מובילה עולמית בייצור בשר חזיר ובגידול ימי במשך שנים רבות, סין נותרה תלויה במידה רבה בפולי סויה מיובאים למזון לבעלי חיים, עם יבוא שנתי של כ-100 מיליון טון ושיעור תלות העולה על 80%.
לכן, פיתוח שיטות לייצור חלבונים איכותיים במהירות וביעילות הוא קריטי. והפתרון המבטיח ביותר טמון בביוטכנולוגיה סינתטית.
ישנן מספר דרכים לסינתזה של חלבונים ביולוגיים. הפשוטה ביותר היא להמיר תוצרי לוואי מתעשיות המזון והחקלאות , כגון ליקר תירס, דגנים מזוקקים וקש, למוצרי חלבון בעלי ערך גבוה יותר באמצעות טרנספורמציה מיקרוביאלית.
עם זאת, האספקה והאיכות של תוצרי לוואי אלה אינם עקביים, מה שמקשה על הייצור התעשייתי.
מדענים סינים מצאו שיטה זולה להמרת פחם לחלבון לשימוש במזון לבעלי חיים. (תמונה: Shutterstock)
גישה בולטת נוספת כוללת תהליכי תסיסה תעשייתיים המשתמשים בכימיקלים לייצור אנרגיה, תוך שימוש במתנול, חומר 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, ומציע יעילות גבוהה בתסיסה בהשוואה לגז ומבטל את הצורך בציוד תסיסה מיוחד", כתב פרופסור וו במאמר שפורסם ב-China Science Bulletin.
צוותו פיתח כעת טכנולוגיה לייצור חלבונים בעלות נמוכה יותר מאשר ביוסינתזה מסורתית של חלבונים. ממצאים אלה פורסמו בכתב העת הבינלאומי Biotechnology for Biofuels and Bioproducts, שעבר ביקורת עמיתים ב-17 בנובמבר 2023.
"מחקר על סינתזה של חלבונים תאיים ממתנול החל בשנות ה-80, תוך התמקדות בעיקר בבחירת זנים ואופטימיזציה של תהליך הייצור. עם זאת, עקב עלויות גבוהות, מוצרי חלבון המסונתזים ממתנול אינם יכולים להתחרות בחלבוני סויה ולא יוצרו בקנה מידה גדול", הציג פרופסור וו במאמר.
כדי לפתור את הבעיה, צוותו אסף יותר מ-20,000 דגימות שמרים מכרמים, יערות וביצות ברחבי סין. מהדגימות הללו הם זיהו זנים המסוגלים לנצל ביעילות סוכרים ואלכוהולים שונים כמקורות פחמן, כולל זן השמרים Pichia pastoris.
לאחר מכן, על ידי הסרת גנים ספציפיים בזן הבר Pichia pastoris, הם יצרו זן שמרים בעל סבילות למתנול ויעילות מטבולית משופרת משמעותית. 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 באתר האינטרנט של CAS.
שיעור ההמרה הגבוה הופך את שיטת ייצור החלבון הזו לאטרקטיבית מאוד מבחינה כלכלית.
פרופסור וו ציין במאמר: "הוא אינו דורש אדמה חקלאית, אינו מושפע מעונות השנה והאקלים, והוא יעיל פי אלפי משיטות תסיסה מסורתיות. יתר על כן, תכולת החלבון במיקרואורגניזמים נעה בין 40% ל-85%, גבוהה משמעותית מזו של צמחים טבעיים."
חלבון זה מכיל גם מגוון מלא של חומצות אמינו, ויטמינים, מלחים אנאורגניים, שומנים ופחמימות, מה שמאפשר לו 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 למזון לבעלי חיים. השותף הספציפי לא נחשף.
חלבונים מיקרוביאליים הם בעלי ערך תזונתי גבוה ונטולי אלרגנים הנמצאים בחלבוני סויה, מה שהופך אותם למקור מצוין לחלבון. עם זאת, רק מספר מוגבל של מוצרים זמינים כיום בשוק.
החברה האמריקאית KnipBio השתמשה בזנים מהונדסים גנטית כדי לייצר את KnipBio Meal, חלבון מזון איכותי הדומה לקמח דגים, ממתנול. המוצר קיבל אישור בטיחות ממנהל המזון והתרופות האמריקאי (FDA).
הואה יו (מקור: SCMP)
[מודעה_2]
מָקוֹר
תגובה (0)