Çin kömürü proteine dönüştürüyor

Artan küresel nüfus, gıdaya olan talebin artmasına ve dolayısıyla hayvan yemlerinde kullanılmak üzere proteine olan talebin artmasına yol açmıştır. Özellikle Çin, ciddi bir protein kaynağı sıkıntısıyla karşı karşıyadır.

Çin, domuz üretimi ve su ürünleri yetiştiriciliğinde uzun yıllardır dünya lideri olmasına rağmen, hayvan yemi için ithal soya fasulyesine büyük ölçüde bağımlı olmaya devam ediyor; yıllık ithalat yaklaşık 100 milyon ton civarında ve bağımlılık oranı yüzde 80'i aşıyor.

Bu nedenle, yüksek kaliteli proteinleri hızlı ve verimli bir şekilde üretme yöntemlerinin geliştirilmesi büyük önem taşımaktadır. En umut verici çözüm ise sentetik biyolojide yatmaktadır.

Biyoprotein sentezine giden birkaç yol vardır. En basiti, mısır nişastası, damıtıcı tahıllar ve pirinç samanı gibi gıda ve tarım endüstrilerinden elde edilen yan ürünleri mikrobiyal dönüşüm yoluyla daha yüksek değerli protein ürünlerine dönüştürmektir.

Ancak bu yan ürünlerin arzı ve kalitesi istikrarsız olduğundan endüstriyel üretim zorlaşıyor.

Çinli bilim insanları, kömürü hayvan yemi olarak kullanılmak üzere proteine dönüştürmenin düşük maliyetli bir yolunu buldu. (Fotoğraf: Shutterstock)

Enerji üreten kimyasallar kullanılarak endüstriyel fermantasyona yönelik bir diğer önemli yaklaşım ise kömürden ucuza elde edilen metanolün kullanılmasıdır.

Çin Bilimler Akademisi'ne bağlı Tianjin Endüstriyel Biyoteknoloji Enstitüsü'nden (CAS) Profesör Wu Xin liderliğindeki bilim insanları, bu konuyu araştırıyor.

Profesör Wu, Çin Bilim Bülteni'nde yayınlanan bir makalede , "Küresel rezervleri yaklaşık 107 trilyon ton olan kömür, kömür gazlaştırma yoluyla metanole dönüştürülebilir. Metanol suyla iyi karışır, fermantasyonda gazdan daha verimlidir ve özel fermantasyon ekipmanı gerektirmez," diye yazdı.

Ekibi, geleneksel protein biyosentezinden daha ucuz protein üretmek için bir teknoloji geliştirdi. Bulgular, hakemli uluslararası Biotechnology for Biofuels and Bioproducts dergisinde 17 Kasım 2023'te yayınlandı.

Profesör Wu, makalede, "Metanolden hücre proteinlerinin sentezi üzerine araştırmalar 1980'lerde başladı ve esas olarak tür seçimi ve süreç optimizasyonuna odaklandı. Ancak, yüksek maliyetler nedeniyle metanolden sentezlenen protein ürünleri soya fasulyesi proteiniyle rekabet edemiyor ve büyük ölçekte üretilemiyor," diye belirtti .

Ekibi, bu sorunu çözmek için Çin genelindeki üzüm bağlarından, ormanlardan ve sulak alanlardan 20.000'den fazla maya örneği topladı. Bu örneklerden, Pichia pastoris maya türü de dahil olmak üzere, farklı şeker ve alkolleri karbon kaynağı olarak verimli bir şekilde kullanabilen türler tespit ettiler.

Daha sonra, Pichia pastoris'in yabani bir türündeki belirli genleri devre dışı bırakarak, metanol toleransına sahip ve metabolik verimliliği önemli ölçüde artırmış bir maya ürettiler. Bu teknik, metanolü proteine dönüştürme hedefini büyük ölçüde ilerletti.

CAS raporunda , "Araştırmacılar, modifiye edilmiş Pichia pastoris ile sırasıyla 120 g/L kuru hücre ağırlığı ve %67,2 ham protein içeriği elde ettiler. Metanol-protein dönüşüm verimliliği ise teorik değerin %92'sine ulaştı" denildi.

Yüksek dönüşüm oranı bu protein üretim yöntemini ekonomik açıdan oldukça cazip kılmaktadır.

Profesör Wu, makalesinde, "Ekilebilir araziye ihtiyaç duymuyor, mevsimlerden ve iklimden etkilenmiyor ve geleneksel fermantasyon yöntemlerinden binlerce kat daha verimli. Dahası, mikroorganizmaların protein içeriği yüzde 40 ila 85 arasında değişiyor; bu da doğal bitkilerden önemli ölçüde daha yüksek," dedi.

Bu proteinler aynı zamanda amino asitler, vitaminler, inorganik tuzlar, yağlar ve karbonhidratlar açısından da zengindir ve bu sayede çeşitli uygulamalarda balık unu, soya fasulyesi, et ve yağsız süt tozunun yerini kısmen alabilirler.

Araştırma ekibi, hayvancılık için binlerce ton metanol proteini üretmek üzere endüstriyel ölçekte araştırma çalışmalarına başladı. Ortakların kim olduğu henüz açıklanmadı.

Mikrobiyal proteinler son derece besleyicidir ve soya proteinlerinde bulunan alerjenlerden arındırılmış olması onları mükemmel bir protein kaynağı yapar. Ancak günümüzde piyasada yalnızca birkaç ürün bulunmaktadır.

ABD'li KnipBio şirketi, balık ununa benzer yüksek kaliteli bir yem proteini olan KnipBio Unu'nu metanolden üretmek için genetiği değiştirilmiş suşlar kullandı. Bu ürün, ABD Gıda ve İlaç Dairesi'nden (FDA) güvenlik onayı aldı.

Hua Yu (Kaynak: SCMP)

[reklam_2]
Kaynak