Den stadig økende globale befolkningen har ført til en konstant økning i matetterspørselen, noe som resulterer i en tilsvarende økning i behovet for protein i dyrefôr. Kina står spesielt overfor en alvorlig proteinmangel.
Til tross for at Kina har vært en verdensledende innen svinekjøttproduksjon og akvakultur i mange år, er det fortsatt sterkt avhengig av importerte soyabønner til dyrefôr, med en årlig import på rundt 100 millioner tonn og en avhengighetsgrad på over 80 %.
Derfor er det avgjørende å utvikle metoder for å produsere proteiner av høy kvalitet raskt og effektivt. Og den mest lovende løsningen ligger i syntetisk bioteknologi.
Det finnes flere måter å syntetisere biologiske proteiner på. Den enkleste er å omdanne biprodukter fra næringsmiddel- og landbruksindustrien , som maismelk, destillert korn og halm, til proteinprodukter med høyere verdi gjennom mikrobiell transformasjon.
Tilgangen og kvaliteten på disse biproduktene er imidlertid inkonsekvent, noe som gjør industriell produksjon vanskelig.
Kinesiske forskere har funnet en rimelig metode for å omdanne kull til protein for bruk i dyrefôr. (Bilde: Shutterstock)
En annen bemerkelsesverdig tilnærming involverer industrielle gjæringsprosesser som bruker kjemikalier for å generere energi, ved bruk av metanol, et billig utvunnet stoff fra kull.
Dette er hva forskere fra Tianjin Institute of Industrial Biotechnology under Det kinesiske vitenskapsakademiet (CAS), ledet av professor Wu Xin, forsker på.
«Kull, med globale reserver på omtrent 107 billioner tonn, kan omdannes til metanol gjennom kullforgassing. Metanol blandes godt med vann, noe som gir høy effektivitet i gjæringen sammenlignet med gass og eliminerer behovet for spesialisert gjæringsutstyr», skrev professor Wu i en artikkel publisert i China Science Bulletin.
Teamet hans har nå utviklet en teknologi for å produsere proteiner til en lavere kostnad enn tradisjonell proteinbiosyntese. Disse funnene ble publisert i det internasjonale tidsskriftet Biotechnology for Biofuels and Bioproducts, fagfellevurdert 17. november 2023.
«Forskning på syntesen av cellulære proteiner fra metanol startet på 1980-tallet, med hovedfokus på valg av stamme og optimalisering av produksjonsprosessen. På grunn av høye kostnader kan imidlertid ikke metanolsyntetiserte proteinprodukter konkurrere med soyaproteiner og har ikke blitt produsert i stor skala», introduserte professor Wu i artikkelen.
For å løse problemet samlet teamet hans inn mer enn 20 000 gjærprøver fra vingårder, skoger og sumper over hele Kina. Fra disse prøvene identifiserte de stammer som var i stand til å effektivt utnytte forskjellige sukkerarter og alkoholer som karbonkilder, inkludert gjærstammen Pichia pastoris.
Deretter, ved å fjerne spesifikke gener i villtypen Pichia pastoris-stamme, skapte de en gjærstamme med metanostoleranse og betydelig forbedret metabolsk effektivitet. Denne teknikken har i stor grad fremmet målet om å omdanne metanol til protein.
«Forskerne oppnådde en tørrcellevekt og et råproteininnhold på henholdsvis 120 g/liter og 67,2 % med sin modifiserte Pichia pastoris. Og effektiviteten av metanol-til-protein-konvertering nådde 92 % av den teoretiske verdien», heter det i rapporten på CAS' nettsted.
Den høye konverteringsraten gjør denne proteinproduksjonsmetoden svært attraktiv fra et økonomisk synspunkt.
Professor Wu uttalte i artikkelen: «Det krever ikke dyrkbar jord, er upåvirket av årstider og klima, og er tusenvis av ganger mer effektivt enn tradisjonelle gjæringsmetoder. Dessuten varierer proteininnholdet i mikroorganismene fra 40 til 85 %, betydelig høyere enn i naturlige planter.»
Dette proteinet inneholder også et komplett utvalg av aminosyrer, vitaminer, uorganiske salter, fett og karbohydrater, noe som gjør at det delvis kan erstatte fiskemel, soya, kjøtt og skummetmelkpulver i en rekke bruksområder.
Forskningsteamet har startet forskningsprosjekter i industriell skala, og produserer tusenvis av tonn metanolprotein til dyrefôr. Den spesifikke partneren er ikke offentliggjort.
Mikrobielle proteiner er svært næringsrike og fri for allergener som finnes i soyaproteiner, noe som gjør dem til en utmerket proteinkilde. Imidlertid er det for tiden bare et begrenset antall produkter tilgjengelig på markedet.
Det amerikanske selskapet KnipBio brukte genmodifiserte stammer til å produsere KnipBio Meal, et høykvalitets fôrprotein som kan sammenlignes med fiskemel, fra metanol. Produktet fikk sikkerhetsgodkjenning fra det amerikanske mat- og legemiddeltilsynet (FDA).
Hua Yu (Kilde: SCMP)
[annonse_2]
Kilde
Kommentar (0)