Πάρτε νερό, διοξείδιο του άνθρακα και τα μικρόβια, προσθέστε ένα ηλεκτρικό ρεύμα και μια παύλα του χρόνου, και voila: πρωτεΐνη. Αυτή η συνταγή προέρχεται από Φινλανδούς επιστήμονες, οι οποίοι λένε ότι έχουν αναπτύξει μια τεχνική για να φτιάχνουν τα τρόφιμα σχεδόν από τον αέρα.
Λοιπόν. Το φαγητό είναι σκόνη από ένα είδος βακτηρίων που ζει με υδρογόνο. Αυτό δεν είναι ακριβώς από το λεπτό αέρα, και τώρα χρειάζεται δύο εβδομάδες για να παράγει ένα μόνο γραμμάριο. Λίγο η επανάσταση που ίσως έχετε διαβάσει στα πρωτοσέλιδα.
Αλλά οι ερευνητές λένε ότι - εάν η παραγωγική διαδικασία μπορούσε να κλιμακωθεί - θα μπορούσε να είναι ένας φθηνός τρόπος για να ταΐσει τα ζώα, να ελευθερωθεί η γη για να αναπτυχθεί τροφή για τον άνθρωπο ή να φυτευτούν δέντρα που απορροφούν διοξείδιο του άνθρακα. Περαιτέρω κάτω από το δρόμο, θα μπορούσε ακόμη και να είναι μια εναλλακτική λύση για τον άνθρωπο, αν και πιθανότατα δεν θα ήταν εύκολη η πώληση στα μενού.
"Δεν είναι τόσο διαφορετικό από το να κάνεις μπύρα, αλλά κάνοντας μπύρα φυσικά χρησιμοποιείς τη ζάχαρη σαν πρώτη ύλη, αλλά στην περίπτωση αυτή χρησιμοποιούμε υδρογόνο", λέει ο ανώτερος επιστήμονας Juha-Pekka Pitkänen του VTT Technical Research Centre της Φινλανδίας, ένα κράτος -ελεγχόμενο κέντρο επιστημονικής έρευνας.
Με αυτό το Pitkänen σημαίνει ότι και οι δύο διαδικασίες αρχίζουν με τη διατροφή ενός μονοκυτταρικού οργανισμού για να παράγει ένα βρώσιμο (ή πόσιμο) προϊόν. Η διαδικασία δημιουργίας πρωτεΐνης ξεκινά με βακτήρια οξείδωσης του υδρογόνου, τα οποία χρησιμοποιούν υδρογόνο ως πηγή ενέργειας. Οι επιστήμονες βάζουν τα βακτήρια σε βιοαντιδραστήρα μεγέθους καφέ μαζί με νερό και ηλεκτρικό διαιρέτη νερού. Ο διαχωριστής διασπά το νερό σε υδρογόνο και οξυγόνο. τα βακτήρια καταναλώνουν το υδρογόνο. Σε συνδυασμό με άνθρακα από την ατμόσφαιρα και μικρή ποσότητα προστιθέμενων λιπασμάτων (αμμωνία, φωσφόρος και διάφορα ανόργανα άλατα), το τελικό προϊόν είναι μια σκόνη ξηρών βακτηρίων που είναι περίπου 50% πρωτεΐνη, 25% υδατάνθρακες και 25% λίπη και νουκλεϊκά οξέα. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως έχει ή να επεξεργαστεί περισσότερο για να παράγει καθαρή πρωτεΐνη, λένε οι ερευνητές. Αυτή τη στιγμή έχει πολύ μικρή γεύση και υφή παρόμοια με την ξηρή μαγιά. η υφή μπορεί επίσης να μεταβληθεί εάν χρησιμοποιούνται ελαφρώς διαφορετικά μικρόβια.
Το επόμενο βήμα για τους ερευνητές είναι να βελτιώσουν τη διαδικασία παραγωγής πρωτεϊνών σε πολύ μεγαλύτερη κλίμακα. Αυτό θα περιλαμβάνει την κατασκευή νέων αντιδραστήρων, τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας και την προσαρμογή των επιπέδων ενέργειας για να βοηθήσουν τα βακτήρια να αναπτυχθούν όσο το δυνατόν γρηγορότερα.
Εάν η κλιμάκωση αυτή είναι επιτυχής, θα μπορούσε να δημιουργήσει ένα σύστημα παραγωγής τροφίμων που δεν βασίζεται σε παραδοσιακές γεωργικές διεργασίες. Έχει επίσης τη δυνατότητα να είναι εξαιρετικά βιώσιμη - οι ερευνητές λένε ότι οι εκτιμήσεις τους δείχνουν ότι θα μπορούσε να είναι σημαντικά πιο ενεργειακά αποδοτική από τη φωτοσύνθεση από την άποψη της ποσότητας ενέργειας που απαιτείται για την παραγωγή μιας δεδομένης ποσότητας τροφής.
"Δεν απαιτούμε αρόσιμη γη", λέει ο Pitkänen. "Μπορούμε να το κάνουμε αυτό σε περιβάλλον ερήμου ή σε άλλα μέρη ακατάλληλα για γεωργία".
Το έργο αποτελεί μέρος ενός φιλόδοξου σχεδίου υποστηριζόμενου από τη φινλανδική κυβέρνηση για τη μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα μέσω της καινοτομίας. Ο Pitkänen και η δουλειά της ομάδας του ήταν μια κοινή προσπάθεια μεταξύ του Τεχνικού Ερευνητικού Κέντρου VTT και του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου Lappeenranta.
Ο πρώτος μείζων στόχος του έργου είναι η παραγωγή της πρωτεΐνης σε μεγάλη κλίμακα ώστε να χρησιμοποιηθεί ως ζωοτροφή. Με αυτόν τον τρόπο, η γη που χρησιμοποιείται σήμερα για την καλλιέργεια ζωοτροφών όπως το καλαμπόκι και ο χόρτο θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για πιο βιώσιμους σκοπούς, όπως η φύτευση δέντρων. Αυτό θα μπορούσε να είναι ιδιαίτερα σημαντικό σε περιοχές όπου τα πολύτιμα δάση είναι σαφώς περικομμένα για να κάνουν τη δουλειά τους για τα βοοειδή, όπως στο Βραζιλιάνικο τροπικό δάσος. Οι επιστήμονες οραματίζονται την πρωτεΐνη που παράγεται σε ένα κτίριο που μοιάζει με εμπορευματοκιβώτιο σε ένα αγρόκτημα, χρησιμοποιώντας όσο το δυνατόν μικρό αποτύπωμα.
Ο βιοαντιδραστήρας (VTT) Κάτω από το δρόμο, οι επιστήμονες ελπίζουν ότι η πρωτεΐνη θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως μια φιλική προς το περιβάλλον πηγή πρωτεΐνης για τον άνθρωπο. Θεωρούν μια ουσία παρόμοια με tofu ή Quorn, ένα υποκατάστατο κρέατος που παράγεται από μυκητιακή πρωτεΐνη που αναπτύσσεται μέσω ζύμωσης. Θεωρητικά, οι εγκαταστάσεις παραγωγής κινητών πρωτεϊνών θα μπορούσαν ακόμη να μεταφερθούν σε περιοχές που βιώνουν πείνα, προσφέροντας μια φθηνή, υγιή πηγή τροφής για ανθρώπους που λιμοκτονούν. Πολύ πιο κάτω από τη γραμμή, οι ερευνητές οραματίζονται αντιδραστήρες πρωτεΐνης countertop για χρήση στο σπίτι.
Η δημιουργία τροφής από μονοκύτταρους οργανισμούς δεν είναι νέα. Οι άνθρωποι τρώνε μερικές μονοκυτταρικές πρωτεΐνες (SCPs) - για παράδειγμα, τα μπλε-πράσινα φύκια spirulina - για εκατοντάδες ή χιλιάδες χρόνια. Όμως, καθώς ο πληθυσμός μεγαλώνει και οι επιπτώσεις της γεωργίας στο περιβάλλον αυξάνονται, η παραγωγή SCPs από πηγές όπως τα βακτήρια, οι μαγιά και οι μύκητες έχουν γίνει αντικείμενο εντατικής μελέτης. Μια πρόσφατη ανασκόπηση της έρευνας από τους επιστήμονες της Νέας Ζηλανδίας προτείνει τη χρήση SCP επειδή το ανθρώπινο φαγητό έχει πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Για να είναι ένα χρήσιμο προϊόν διατροφής, ένα δεδομένο SCP πρέπει να είναι γενετικά σταθερό, εξαιρετικά παραγωγικό και ανθεκτικό στις λεπτές μεταβολές του pH και άλλων περιβαλλοντικών συνθηκών. Είναι επίσης δύσκολο να πωλούν νέες πηγές πρωτεϊνών στο κοινό, κατέληξαν οι ερευνητές. Άλλες έρευνες υποδεικνύουν ότι τα SCPs είναι πηγή πρωτεϊνών χαμηλότερης ποιότητας από τρόφιμα όπως το κρέας και έχουν πιθανότητες να είναι αλλεργιογόνα.
Αλλά αν αυτό το νέο προϊόν αποδειχθεί επιτυχές, θα μπορούσε να έχει πλεονεκτήματα έναντι άλλων SCPs όπως η spirulina επειδή μπορεί να αναπτυχθεί με τόσο μικρό εξοπλισμό σχεδόν σε οποιοδήποτε περιβάλλον.
Παρά αυτά τα πιθανά εμπόδια, ο Pitkänen και οι συνάδελφοί του είναι αισιόδοξοι. Ελπίζουν να έχουν ένα προϊόν έτοιμο για αγορά σε μια δεκαετία περίπου.
"Θα τσεκούρε τόσα πολλά κουτιά που σχετίζονται με την αειφορία", λέει ο Pitkänen. Ο ανθρώπινος πληθυσμός αυξάνεται, τα επίπεδα του CO2 αυξάνονται. Έτσι θα μπορούσε πραγματικά να λύσει μεγάλα ζητήματα. "
