China „transformă” cărbunele în proteine.

VTC News•08/01/2024

Populația globală în continuă creștere a dus la o creștere constantă a cererii de alimente, rezultând o creștere corespunzătoare a nevoii de proteine în hrana animalelor. China, în special, se confruntă cu o severă lipsă de proteine.

Deși este lider mondial în producția de carne de porc și acvacultură de mulți ani, China rămâne în mare măsură dependentă de soia importată pentru hrana animalelor, cu importuri anuale de aproximativ 100 de milioane de tone și o rată de dependență care depășește 80%.

Prin urmare, dezvoltarea unor metode pentru producerea rapidă și eficientă a proteinelor de înaltă calitate este crucială. Iar cea mai promițătoare soluție constă în biotehnologia sintetică.

Există mai multe căi pentru sintetizarea proteinelor biologice. Cea mai simplă este transformarea produselor secundare din industria alimentară și agricolă , cum ar fi lichiorul de porumb, boabele distilate și paiele, în produse proteice cu valoare mai mare prin transformare microbiană.

Cu toate acestea, aprovizionarea și calitatea acestor subproduse sunt inconsistente, ceea ce îngreunează producția industrială.

Oamenii de știință chinezi au descoperit o metodă ieftină de a transforma cărbunele în proteine pentru utilizarea în hrana animalelor. (Imagine: Shutterstock)

O altă abordare notabilă implică procese industriale de fermentare care utilizează substanțe chimice pentru a genera energie, folosind metanol, o substanță derivată ieftin din cărbune.

Aceasta este ceea ce cercetează oamenii de știință de la Institutul de Biotehnologie Industrială din Tianjin, din cadrul Academiei Chineze de Științe (CAS), conduși de profesorul Wu Xin.

„Cărbunele, cu rezerve globale de aproximativ 107 trilioane de tone, poate fi transformat în metanol prin gazificarea cărbunelui. Metanolul se amestecă bine cu apa, oferind o eficiență ridicată în fermentație în comparație cu gazul și eliminând necesitatea unor echipamente specializate de fermentare”, a scris profesorul Wu într-un articol publicat în China Science Bulletin.

Echipa sa a dezvoltat acum o tehnologie pentru a produce proteine la un cost mai mic decât biosinteza tradițională a proteinelor. Aceste descoperiri au fost publicate în revista internațională Biotechnology for Biofuels and Bioproducts, evaluată de colegi, pe 17 noiembrie 2023.

„Cercetările privind sinteza proteinelor celulare din metanol au început în anii 1980, concentrându-se în principal pe selecția tulpinilor și optimizarea procesului de producție. Cu toate acestea, din cauza costurilor ridicate, produsele proteice sintetizate din metanol nu pot concura cu proteinele din soia și nu au fost produse la scară largă”, a introdus profesorul Wu în lucrare.

Pentru a rezolva problema, echipa sa a colectat peste 20.000 de mostre de drojdie din podgorii, păduri și mlaștini din China. Din aceste mostre, au identificat tulpini capabile să utilizeze eficient diferite zaharuri și alcooli ca surse de carbon, inclusiv tulpina de drojdie Pichia pastoris.

Ulterior, prin eliminarea unor gene specifice din tulpina sălbatică Pichia pastoris, au creat o tulpină de drojdie cu toleranță la metanol și o eficiență metabolică semnificativ îmbunătățită. Această tehnică a avansat considerabil obiectivul de conversie a metanolului în proteine.

„Cercetătorii au obținut o greutate celulară uscată și un conținut de proteine brute de 120 g/litru, respectiv 67,2%, cu Pichia pastoris modificată. Iar eficiența conversiei metanolului în proteină a atins 92% din valoarea teoretică”, se arată în raportul de pe site-ul CAS.

Rata ridicată de conversie face ca această metodă de producție a proteinelor să fie foarte atractivă din punct de vedere economic.

Profesorul Wu a afirmat în lucrare: „Nu necesită teren arabil, nu este afectat de anotimpuri și climă și este de mii de ori mai eficient decât metodele tradiționale de fermentare. În plus, conținutul de proteine din microorganisme variază între 40 și 85%, semnificativ mai mare decât cel al plantelor naturale.”

Această proteină conține, de asemenea, o gamă completă de aminoacizi, vitamine, săruri anorganice, grăsimi și carbohidrați, permițându-i să înlocuiască parțial făina de pește, soia, carnea și laptele praf degresat într-o varietate de aplicații.

Echipa de cercetare a început implementări de cercetare la scară industrială, producând mii de tone de proteine metanolice pentru hrana animalelor. Partenerul specific nu a fost dezvăluit.

Proteinele microbiene sunt foarte nutritive și nu conțin alergenii din proteinele din soia, ceea ce le face o sursă excelentă de proteine. Cu toate acestea, în prezent, pe piață sunt disponibile doar un număr limitat de produse.

Compania americană KnipBio a folosit tulpini modificate genetic pentru a produce KnipBio Meal, o proteină furajeră de înaltă calitate comparabilă cu făina de pește, din metanol. Produsul a primit aprobarea de siguranță din partea Administrației pentru Alimente și Medicamente din SUA (FDA).

Hua Yu (Sursa: SCMP)

Sursă