O crescimento populacional global levou a uma demanda crescente por alimentos, o que levou a uma demanda crescente por proteínas para uso na alimentação animal. A China, em particular, enfrenta uma grave escassez de fontes de proteína.
Apesar de ser líder mundial na produção de suínos e aquicultura há muitos anos, a China continua fortemente dependente da importação de soja para alimentação animal, com importações anuais de cerca de 100 milhões de toneladas e uma taxa de dependência superior a 80%.
Portanto, desenvolver métodos para produzir proteínas de alta qualidade de forma rápida e eficiente é de grande importância. E a solução mais promissora está na biologia sintética.
Existem várias rotas para a síntese de bioproteínas. A mais simples é converter subprodutos das indústrias alimentícia e agrícola , como licor de maceração de milho, grãos de destilaria e palha de arroz, em produtos proteicos de maior valor por meio da transformação microbiana.
Entretanto, o fornecimento e a qualidade desses subprodutos são instáveis, dificultando a produção industrial.
Cientistas chineses descobriram uma maneira de baixo custo de transformar carvão em proteína para uso como ração animal. (Foto: Shutterstock)
Outra abordagem notável envolvendo fermentação industrial usando produtos químicos produtores de energia é o uso de metanol, que é derivado do carvão de forma barata.
É isso que cientistas do Instituto de Biotecnologia Industrial de Tianjin da Academia Chinesa de Ciências (CAS), liderados pelo professor Wu Xin, estão pesquisando.
“O carvão, com reservas globais de cerca de 107 trilhões de toneladas, pode ser convertido em metanol por meio da gaseificação do carvão. O metanol se mistura bem com água, é mais eficiente na fermentação do que o gás e não requer equipamento especializado para fermentação”, escreveu o professor Wu em um artigo publicado no China Science Bulletin.
Sua equipe desenvolveu uma tecnologia para produzir proteínas mais barata do que a biossíntese tradicional. As descobertas foram publicadas no periódico internacional Biotechnology for Biofuels and Bioproducts, revisado por pares, em 17 de novembro de 2023.
“A pesquisa sobre a síntese de proteínas celulares a partir do metanol começou na década de 1980, com foco principal na seleção de linhagens e na otimização de processos. No entanto, devido aos altos custos, os produtos proteicos sintetizados com metanol não conseguem competir com a proteína de soja e não foram produzidos em larga escala”, explicou o Professor Wu no artigo.
Para resolver o problema, sua equipe coletou mais de 20.000 amostras de levedura de vinhedos, florestas e pântanos em toda a China. A partir dessas amostras, eles identificaram cepas capazes de usar com eficiência diferentes açúcares e álcoois como fontes de carbono, incluindo a cepa de levedura Pichia pastoris.
Em seguida, ao desativar genes específicos em uma cepa selvagem de Pichia pastoris, eles criaram uma levedura com tolerância ao metanol e eficiência metabólica significativamente melhorada. Essa técnica avançou significativamente no objetivo de converter metanol em proteína.
“Os pesquisadores alcançaram peso seco de células e teor de proteína bruta de 120 g/L e 67,2%, respectivamente, com sua Pichia pastoris modificada. E a eficiência de conversão de metanol em proteína atingiu 92% do valor teórico”, afirma o relatório do CAS.
A alta taxa de conversão torna esse método de produção de proteína muito atrativo economicamente.
"Não requer terra arável, não é afetado pelas estações do ano e pelo clima e é milhares de vezes mais eficiente do que os métodos tradicionais de fermentação. Além disso, o teor de proteína dos microrganismos varia de 40% a 85%, o que é significativamente maior do que o das plantas naturais", afirmou o professor Wu no artigo.
Essas proteínas também são ricas em aminoácidos, vitaminas, sais inorgânicos, gorduras e carboidratos, o que lhes permite substituir parcialmente farinha de peixe, soja, carne e leite em pó desnatado em diversas aplicações.
A equipe de pesquisa iniciou implementações de pesquisa em escala industrial, produzindo milhares de toneladas de proteína de metanol para gado. O parceiro específico não foi divulgado.
As proteínas microbianas são altamente nutritivas e livres dos alérgenos encontrados nas proteínas de soja, o que as torna uma excelente fonte de proteína. No entanto, existem poucos produtos disponíveis no mercado atualmente.
A empresa americana KnipBio utilizou linhagens geneticamente modificadas para produzir a Farinha KnipBio, uma proteína alimentar de alta qualidade comparável à farinha de peixe, a partir do metanol. Este produto recebeu aprovação de segurança da Food and Drug Administration (FDA) dos EUA.
Hua Yu (Fonte: SCMP)
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