Înlocuitorul cărnii viitorilor microbi este o sursă bună de proteine - spectrul științei
Dieta: microbii ar putea hrăni lumea
Le consumăm cu iaurtul de dimineață, cu salata noastră laterală sau cu berea rece de grâu: bacteriile și drojdiile inofensive sau chiar utile au fost folosite de oameni în producția de alimente încă din cele mai vechi timpuri. Bacteriile lactice acidifică iaurtul, drojdia de bere convertește zahărul din malțul de orz în alcool și numeroși microbi se îndreaptă pe suprafețele frunzelor. Într-un studiu din 2008, nutriționistul Alexander Haslberger a aflat că plantele de salată sunt colonizate cu o medie de 10 5 lactobacili pe gram.
Și cianobacteriile, cunoscute și sub numele de microalge, au făcut mult timp parte din dieta umană: în secolul al XVI-lea, nativii care locuiau în regiunea Mexico City la acea vreme colectau microalge din genul Spirulina din Lacul Texcoco. Chiar și astăzi, microalgele sunt încă recoltate, de exemplu din Lacul Ciad din Africa Centrală, unde microbii sunt uscați și consumați ca biscuiți numiți "Dihé".
Acum, acești microbi sunt din ce în ce mai mult în centrul cercetării nutriționale. Deoarece: microbii, adică bacteriile, drojdiile, ciupercile unicelulare sau algele, au un conținut ridicat de proteine de până la 70% în substanța uscată. Pentru comparație: carnea de vită oferă aproximativ 60% proteine, ouăle 50%. Proteina microbiană se numește „proteină unicelulară”. Unele dintre microorganisme formează, de asemenea, grăsimi nesaturate valoroase (ulei unicelular) și vitamine, în special cele din familia B, pentru oameni.
Microbii nu au nevoie de teren arabil mare
Spre deosebire de producția de plante de carne sau ulei, acestea nu au nevoie de teren arabil mare; pot fi cultivate în rezervoare biologice. Acolo se înmulțesc rapid pe tot felul de materiale reziduale, cum ar fi reziduurile din industria alimentară. În plus, uneori pot lega și descompune substanțe nedorite precum dioxidul de carbon, azotul (din îngrășăminte) sau metanul (din stomacurile de vacă) din aer.
Acești microbi intră în joc deoarece aproximativ zece miliarde de cetățeni la nivel mondial vor trebui să primească suficientă hrană în 2050. Acest lucru nu se poate face cu agricultura actuală, care se caracterizează în special prin cantitățile mari de proteine animale, dar și de ulei de palmier. La urma urmei, consumul de teren pentru creșterea hranei pentru animale este imens. În plus, există pierderi de azot, emisii de gaze cu efect de seră, consum ridicat de apă și o pierdere a biodiversității. Agricultura este responsabilă pentru aproximativ 25% din emisiile de gaze cu efect de seră și 70% din consumul de apă dulce.
Unii oameni de știință, precum Tomas Linder, microbiolog la Universitatea suedeză din Uppsala, consideră că microbii pot contribui la îmbunătățirea durabilității alimentelor. Într-o lucrare de fond din 2017 („Bioeconomie pentru o aprovizionare durabilă cu proteine”), Consiliul Bioeconomiei enumeră și proteine microbiene pe lângă leguminoase și carne in vitro. Există două variante: Pe de o parte, microbii sunt folosiți ca mașină de producție și sunt încurajați să producă proteine sau grăsimi în cantități mai mari. Microbii înșiși nu ar fi mâncați. Așa gândește start-up-ul american „Perfect Day”, care produce lapte fără ca acesta să provină de la vacă. Drojdiile produc proteinele din lapte cazeină și proteine din zer.
Pe de altă parte, puteți recolta și mânca singur celulele microbiene. Potrivit Consiliului Bioeconomiei, proteinele sunt de înaltă calitate deoarece au o compoziție bună de aminoacizi similară cu cea a proteinelor animale. Cu toate acestea, celulele conțin o mulțime de acizi nucleici, ceea ce este destul de nesănătos pentru oameni, deoarece aceștia cresc nivelul de acid uric din sânge și, prin urmare, riscul de gută. Prin urmare, masa microbiană trebuie mai întâi încălzită, prin care celulele sunt ucise. Apoi, totul este măcinat pentru a asigura digestibilitatea pereților celulari.
Înlocuitori de carne microbiene deja pe piață
De fapt, există deja pe piață un înlocuitor de carne fabricat din microbi. Miceliul ciupercii Fusarium venenatum este prelucrat cu amidon de ou și cartofi și este disponibil sub denumirea »Quorn«. Oferă proteine, fibre și puțină grăsime.
Cu toate acestea, atunci când alimentele sunt produse de microorganisme, trebuie luate în considerare și riscurile pentru sănătate: „Acestea includ alergeni sau toxine care pot apărea în timpul producției”, spune Linder. De exemplu, unii microbi, cum ar fi ciupercile de tip fir și microalge, ar putea forma toxine puternice. Microalgele cultivate în iazuri deschise sunt afectate în mod special. „Prin urmare, procesele de producție trebuie monitorizate îndeaproape”, spune microbiologul.
În funcție de tipul de microbi, o instalație de producție ar arăta astfel: Cultivarea așa-numiților microbi „heterotrofi”, care nu pot fixa CO2 din aer, necesită, de exemplu, substraturi organice. „Dacă aceste substraturi provin din plante, potențialul de economisire în ceea ce privește utilizarea terenului nu ar fi atât de mare”, spune Linder. O alternativă ar putea fi noile tehnologii de fixare a CO2 din aer pentru a obține substanțe nutritive precum metan, metanol, acid formic sau acid acetic.
Mai multe proteine, mai puțin consum de resurse
Că microbii au încă avantaje în ceea ce privește utilizarea terenului, se poate concluziona dintr-o plantă pentru hrana animalelor operată în Anglia până în anii 1980. Bacteria care a servit sectorul agricol aici a fost Methylophilus metylotrophus. Reactorul ar fi livrat patru până la cinci megatoni de proteină uscată de la microbi pe hectar. Randamentul recoltei din același câmp de soia este de numai 3,3 tone de proteine din fasole. Potrivit studiilor de evaluare a ciclului de viață realizate de Sergiy Smetana, om de știință la Institutul German pentru Tehnologia Alimentară, din 2015 și 2018, producția de micoproteine are, de asemenea, performanțe mai bune decât alternativele animale în ceea ce privește consumul de teren arabil și apă dulce.
Alte microorganisme, cum ar fi cianobacteriile, pe de altă parte, sunt capabile de fotosinteză și „autotrofic” se aprovizionează cu CO2. Cu toate acestea, ele sunt în mare parte cultivate în iazuri mari și, prin urmare, consumă și spațiu valoros. Cercetătorii Timo Schmidt și Michael Lakatos de la Universitatea din Kaiserlautern vor să remedieze acest lucru. În proiectul lor „Next Generation Biofilm”, aceștia încearcă în prezent să cultive microalge pe fațadele casei și astfel să treacă fără teren arabil, așa cum a raportat recent „Süddeutsche Zeitung”. Locuitorii ar putea recolta și mânca aceste. Primul rezultat: culturile de fațadă utilizează cu 90% mai puțină apă și cu 40% mai puțină energie decât bioreactoarele acvatice. Cercetătorii au dezvoltat „mini-fabrici” care sunt similare cu radiatoarele de prosoape și care pot fi instalate ca elemente de fațadă. Dar Timo Schmidt recunoaște: „Sistemele există, dar încă nu funcționează economic”.
O altă problemă care apare în producția de „proteină unicelulară”: trebuie să fie disponibil și azotul, deoarece doar câteva proteine unicelulare îl pot rezolva din aer. Un proiect de cercetare danez folosește pur și simplu apele uzate de la stațiile de epurare pentru a produce o pulbere de proteine, care pe lângă azot oferă mult fosfor. Biogazul din deșeurile menajere servește drept sursă de carbon.
Bilanțul energetic este încă aproape de cel al porcului
Cu toate acestea, până acum, toate sistemele de producție au consumat multă energie și, prin urmare, nu sunt neapărat mai bune pentru climă. Proteina microbiană se desprinde destul de slab cu 5,8 kilograme de CO2 echivalent. Pentru comparație: producția de carne de porc are o amprentă de CO2 de la 4 la 6 kilograme. Cu toate acestea, Willy Verstraete, microbiolog la Universitatea din Gent, consideră că energiile regenerabile precum biogazul, energia solară sau eoliană ar reduce această valoare la 1,7 kilograme de CO2 echivalent.
Producția de ulei de palmier este, de asemenea, problematică din punct de vedere al mediului. Aici, microbii sunt comercializați și ca purtători de speranță: cercetătorii conduși de Chris Chuck de la Universitatea din Bath cercetează drojdia Metschnikowia pulcherrima. De obicei colonizează tot felul de fructe precum strugurii sau cireșele, dar și florile. Cu toate acestea, poate crește și pe macroalge care nu sunt comestibile de către oameni sau pur și simplu pe deșeuri, cum ar fi deșeurile din lemn sau deșeurile organice. În funcție de subspecie, drojdia formează un ulei gros, similar cu cel al palmei.
Futurologii prezic, de asemenea, că microbii vor juca într-o zi un rol important. Grupul de reflecție SUA RethinkX, de exemplu, a prezis recent pentru 2030 că industria clasică a cărnii și a produselor lactate va trebui să ia în calcul pierderi financiare majore, deoarece alimentele pe bază de plante sau microbiologice vor câștiga cote de piață uriașe.
Consumatorul ca problemă
Cu toate acestea, deoarece se știe că consumatorii sunt sensibili atunci când vine vorba de inovații alimentare, cum ar fi carnea in vitro sau insectele, proteinele microbiene vor fi folosite mai întâi la scară mai mare în industria hranei pentru animale, crede cercetătorul suedez Linder. În acvacultura tilapia, aproximativ 30% din proteine pot proveni de la spirulină fără a afecta creșterea și sănătatea peștilor sau schimbarea culorii și gustului cărnii lor.
Porcii, găinile sau peștii pot tolera, de asemenea, Methylococcus capsulatus ca aditiv proteic. Cercetătorii de la Institutul Potsdam pentru Cercetarea Impactului Climatic în 2018 au calculat consecințele obținerii a 10-19 procente din hrana pentru animale necesară la nivel mondial de la microbi până în 2050: Acest lucru ar duce la economii de șase procente în utilizarea terenurilor, opt procente în pierderi de azot și cu șapte la sută mai puține emisii de gaze cu efect de seră.
Susținătorii așa-numitei biologii sintetice se gândesc deja cu un pas mai departe: microbii sunt foarte ușor de manipulat genetic. Pot fi programate astfel încât să nu formeze substanțe nedorite. De exemplu, este posibil să se producă lapte fără lactoză sau să se stimuleze producția de substanțe dorite în mini-fabrici, de exemplu pentru a obține mai mulți acizi grași nesaturați în locul celor saturați care se găsesc în primul rând în alimentele de origine animală. Potrivit start-up-ului american New Harvest, agricultura celulară ar putea produce chiar și lână, piele sau lemn în viitor. Iar uleiul de alge produs în Bath ar putea fi folosit și ca substanță de bază pentru cosmetice și agenți de curățare sau ca biodiesel.