Κινέζοι επιστήμονες μετέτρεψαν το διοξείδιο του άνθρακα σε πρωτεΐνη
Αυτή η βιολογική διαδικασία μετατροπής επιφέρει πολυάριθμα περιβαλλοντικά πλεονεκτήματα
Μια πρωτοποριακή μελέτη αποκάλυψε μια καινοτόμο μέθοδο για τη μετατροπή του διοξειδίου του άνθρακα (CO2) και της ηλεκτρικής ενέργειας σε μονοκυτταρική πρωτεΐνη (SCP).
Αυτή η πρωτοποριακή βιολογική διαδικασία υπόσχεται όχι μόνο την ασφάλεια των τροφίμων αλλά και την αντιμετώπιση των περιβαλλοντικών προκλήσεων που σχετίζονται με τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου.
Η μελέτη αυτή, η οποία διεξήχθη από ερευνητές του Πανεπιστημίου Xi'an Jiaotong και του Ινστιτούτου Βιομηχανικής Βιοτεχνολογίας Tianjin, που ανήκουν και τα δύο στην Κινεζική Ακαδημία Επιστημών, αξιοποιεί την προηγμένη βιοτεχνολογία για να φέρει επανάσταση στην παραγωγή πρωτεϊνών.
Σύστημα διπλού αντιδραστήρα για αποτελεσματική παραγωγή πρωτεϊνών
Το «κλειδί» αυτής της νέας βιολογικής διεργασίας είναι η δημιουργία ενός συστήματος διπλού αντιδραστήρα που ενσωματώνει αναερόβιες και αερόβιες διεργασίες. Στην πρώτη φάση, η μικροβιακή ηλεκτροσύνθεση χρησιμοποιείται για τη μετατροπή του CO2 σε οξικό άλας, ένα βασικό ενδιάμεσο προϊόν.
Αυτό το οξικό οξύ τροφοδοτείται στη συνέχεια στον δεύτερο αντιδραστήρα, όπου αερόβια βακτήρια του γένους Alcaligenes παράγουν την μονοκυτταρική πρωτεΐνη (SCP). Το σύστημα έχει αποδειχθεί εξαιρετικά αποδοτικό, αποδίδοντας 17,4 g/L ξηρού βάρους κυττάρων, αποδεικνύοντας εξαιρετική αξιοποίηση των πόρων.
Ένα από τα χαρακτηριστικά που ξεχωρίζουν σε αυτήν την SCP είναι η εντυπωσιακή συγκέντρωση πρωτεΐνης 74%, ξεπερνώντας σημαντικά τις συμβατικές πηγές πρωτεΐνης, όπως το ιχθυάλευρο και η σόγια. Αυτή η υψηλής ποιότητας πρωτεΐνη μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πρόσθετο στις ζωοτροφές, βελτιώνοντας την υγεία και την παραγωγικότητα των ζώων.
Επιπλέον, η δυνατότητα ανθρώπινης κατανάλωσης διευρύνει περαιτέρω τον αντίκτυπο αυτής της έρευνας, προσφέροντας μια εναλλακτική πηγή πρωτεΐνης στην αναπτυσσόμενη αγορά φυτικής προέλευσης.
Περιβαλλοντικά οφέλη και το μέλλον της επισιτιστικής ασφάλειας
Αυτή η βιολογική διαδικασία επιφέρει πολυάριθμα περιβαλλοντικά πλεονεκτήματα. Οι παραδοσιακές μέθοδοι παραγωγής πρωτεϊνών απαιτούν συχνά προσαρμογές του pH και παράγουν υγρά απόβλητα, τα οποία είναι δαπανηρά και περιβαλλοντικά επιβλαβή.
Αντίθετα, το νέο σύστημα ελαχιστοποιεί αυτά τα ζητήματα μειώνοντας την ανάγκη για προσαρμογές του pH και περιορίζοντας την παραγωγή υγρών αποβλήτων. Αυτό όχι μόνο καθιστά το σύστημα πιο βιώσιμο, αλλά δείχνει επίσης πώς η παραγωγή τροφίμων μπορεί να γίνει πιο φιλική προς το περιβάλλον.
Οι ευρύτερες επιπτώσεις αυτής της έρευνας είναι βαθιές. Καθώς η παγκόσμια ζήτηση τροφίμων αυξάνεται, ιδίως στο πλαίσιο της κλιματικής αλλαγής, η ικανότητα μετατροπής του διοξειδίου του άνθρακα - ενός σημαντικού αερίου του θερμοκηπίου - σε πολύτιμους ανθρώπινους πόρους είναι ζωτικής σημασίας.
Αυτή η βιοδιεργασία προσφέρει έναν τρόπο ανακύκλωσης του ατμοσφαιρικού άνθρακα σε πρωτεΐνες υψηλής ποιότητας, παρέχοντας μια βιώσιμη λύση για την παγκόσμια πείνα και προωθώντας παράλληλα την περιβαλλοντική διαχείριση.
Η πρωτεΐνη που παράγεται μέσω αυτής της μεθόδου είναι πλούσια σε απαραίτητα αμινοξέα, καθιστώντας την ιδιαίτερα θρεπτική τόσο για τα ζώα όσο και για τον άνθρωπο. Καθώς το ενδιαφέρον για τη βιώσιμη διατροφή αυξάνεται παγκοσμίως, η έρευνα αυτή καταδεικνύει πώς αχρησιμοποίητοι πόροι -όπως το διοξείδιο του άνθρακα- μπορούν να μετατραπούν σε ζωτικές πηγές τροφίμων. Η αλλαγή αυτή δεν αντιμετωπίζει μόνο τις κλιματικές προκλήσεις, αλλά επαναπροσδιορίζει επίσης τον τρόπο με τον οποίο βλέπουμε και χρησιμοποιούμε τη βιομάζα στην παραγωγή τροφίμων.
Προώθηση μιας «κυκλικής» οικονομίας άνθρακα
Οι συγγραφείς της μελέτης υπογραμμίζουν τις δυνατότητες αυτής της βιοδιαδικασίας να προωθήσει μια κυκλική οικονομία άνθρακα. Αντί να εστιάζει αποκλειστικά στη μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα, η μέθοδος αυτή μετατρέπει το διοξείδιο του άνθρακα σε χρήσιμους πόρους, καθιστώντας το αναπόσπαστο μέρος των βιώσιμων συστημάτων τροφίμων. Καθώς οι κοινωνίες εργάζονται για τη μακροπρόθεσμη επισιτιστική ασφάλεια, αυτή η βιοδιεργασία θα μπορούσε να αποτελέσει θεμελιώδη τεχνολογία για την επίτευξη αυτών των στόχων.
Αυτή η καινοτόμος προσέγγιση ευθυγραμμίζεται με παγκόσμιους στόχους, όπως αυτοί που περιγράφονται στους στόχους βιώσιμης ανάπτυξης των Ηνωμένων Εθνών. Μειώνοντας τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου και δημιουργώντας ταυτόχρονα νέες ευκαιρίες παραγωγής τροφίμων, η έρευνα αυτή προσφέρει ένα μοντέλο που μπορεί να εφαρμοστεί σε διάφορες βιομηχανίες. Υπόσχεται όχι μόνο βιώσιμη διατροφή αλλά και ολιστικές περιβαλλοντικές λύσεις που μπορούν να εμπνεύσουν μελλοντικές καινοτομίες.
Καθώς ο τομέας εξελίσσεται, η περαιτέρω έρευνα θα μπορούσε να βελτιώσει τα συστήματα παραγωγής μικροβιακών πρωτεϊνών για τη βελτίωση τόσο της απόδοσης όσο και της ποιότητας. Η διερεύνηση νέων τεχνολογιών, όπως η επιλεκτική αναπαραγωγή για μικροβιακά στελέχη υψηλής απόδοσης, θα μπορούσε να οδηγήσει σε ακόμη πιο αποτελεσματικές μεθόδους παραγωγής.
Αυτό θα μπορούσε να συμβάλει στη σταθεροποίηση των αλυσίδων εφοδιασμού τροφίμων, ιδίως σε περιοχές που αντιμετωπίζουν ελλείψεις. Επιπλέον, οι τοπικές επιχειρήσεις θα μπορούσαν να ενθαρρύνουν τη συμμετοχή της κοινότητας και την εκπαίδευση σχετικά με τη βιωσιμότητα, ενδυναμώνοντας τους καταναλωτές και προωθώντας θετικές αλλαγές στις αγορές.
Πηγή: Interesting Engineering
.jpg?t=INGSuBZ6p6iTYZ3o0OhRNA)
