Синтетична биология и храна: Подобряване на производството на храна в градивните елементи

КРЕДИТ ЗА ИЗОБРАЖЕНИЕ:
Изображение на кредит
iStock

Синтетична биология и храна: Подобряване на производството на храна в градивните елементи

Синтетична биология и храна: Подобряване на производството на храна в градивните елементи

Подзаглавен текст
Учените използват синтетична биология, за да произвеждат по-качествена и устойчива храна.
    • Автор:
    • име Автор
      Quantumrun Foresight
    • Декември 20, 2022

    Резюме на прозрението

    Синтетичната биология, съчетаваща биология и инженерство, се очертава като ключово решение за посрещане на нарастващото глобално търсене на храна поради нарастването на населението и екологичните предизвикателства. Тази област не само повишава безопасността на храните и храненето, но също така има за цел да трансформира традиционните земеделски практики чрез въвеждане на лабораторно произведени протеини и хранителни вещества. С потенциала си да преформулира хранително-вкусовата промишленост, синтетичната биология може да доведе до по-устойчиви методи на отглеждане, нови регулаторни нужди и промяна в потребителските предпочитания и традиции в храненето.

    Синтетична биология и хранителен контекст

    Изследователите разработват синтетични или направени в лаборатория годни за консумация продукти, за да подобрят и разширят хранителната верига. Въпреки това, според проучване, публикувано в природа дневник, много вероятно е да сте консумирали или използвали синтетична биология по някакъв начин до 2030 г.

    Според Successful Farming населението на света се очаква да нарасне с 2 милиарда до 2050 г., увеличавайки глобалното търсене на производство на храни с близо 40 процента. С повече хора за хранене ще има по-голяма нужда от протеин. Въпреки това, намаляващите земни маси, нарастващите въглеродни емисии и морското равнище, както и ерозията пречат на производството на храни да бъде в крак с прогнозираното търсене. Това предизвикателство може потенциално да бъде разрешено чрез прилагане на синтетична или лабораторно произведена биология, подобрявайки и разширявайки хранителната верига.

    Синтетичната биология съчетава биологични изследвания и инженерни концепции. Тази дисциплина се основава на информацията, живота и социалните науки, за да контролира клетъчните функции чрез свързване на електрически вериги и разбиране как са проектирани различните биологични системи. Не само комбинацията от науката за храните и синтетичната биология се разглежда като ефективен метод за решаване на настоящите предизвикателства с безопасността на храните и храненето, но тази нововъзникваща научна дисциплина може да се окаже жизненоважна за подобряване на настоящите неустойчиви хранителни технологии и практики.

    Синтетичната биология ще позволи производството на храни с помощта на фабрики за клонирани клетки, различни микроорганизми или платформи за биосинтез без клетки. Тази технология може да подобри ефективността на преобразуване на ресурсите и да премахне недостатъците на традиционното земеделие и високите въглеродни емисии.

    Разрушително въздействие

    През 2019 г. производителят на храни на растителна основа Impossible Foods пусна бургер, който „кърви“. Impossible Foods вярва, че кръвта, по-специално хемът, съдържащ желязо, създава по-месни вкусове и ароматите се подобряват, когато соевият легхемоглобин се добави към бургер на растителна основа. За да влее тези вещества в техния заместител на телешки банички, Impossible Burger, фирмата използва ДНК синтез, библиотеки с генетични части и положителна обратна връзка за автоиндукция. Невъзможният бургер изисква 96 процента по-малко земя и 89 процента по-малко парникови газове за производство. Този бургер е само един от многото продукти на компанията в над 30,000 15,000 ресторанта и XNUMX XNUMX магазина за хранителни стоки по целия свят.

    Междувременно стартиращата компания KnipBio проектира храна за риба от микроб, открит в листата. Те редактират генома му, за да увеличат каротеноидите, важни за здравето на рибите, и използват ферментация, за да стимулират растежа им. След това микробите се излагат на екстремна топлина за кратък период от време, изсушават се и се смилат. Други земеделски проекти включват синтезиране на организми, които произвеждат големи количества растително масло и ядкови дървета, които могат да се отглеждат на закрито, като се използва много по-малко вода, отколкото обикновено се изисква, като същевременно се произвеждат два пъти повече ядки.

    А през 2022 г. базираната в САЩ биотехнологична компания Pivot Bio направи синтетичен азотен тор за царевица. Този продукт се занимава с проблема с използването на промишлено произведен азот, който консумира 1-2 процента от световната енергия. Бактериите, които фиксират азота от въздуха, могат да действат като биологичен тор, но те не са жизнеспособни със зърнени култури (царевица, пшеница, ориз). Като решение Pivot Bio генетично модифицира азотфиксиращи бактерии, които се свързват силно с корените на царевицата.

    Последици от прилагането на синтетична биология в производството на храни

    По-широките последици от прилагането на синтетична биология към производството на храни могат да включват: 

    • Индустриалното земеделие преминава от животновъдство към лабораторно произведени протеини и хранителни вещества.
    • По-етични потребители и инвеститори призовават за преход към устойчиво земеделие и производство на храни.
    • Правителства, които стимулират земеделците да станат по-устойчиви, като предлагат субсидии, оборудване и ресурси. 
    • Регулаторите създават нови инспекционни служби и назначават служители, специализирани в надзора на съоръженията за производство на синтетични храни.
    • Производителите на храни инвестират сериозно в лабораторно произведени заместители на торове, месо, млечни продукти и захар.
    • Изследователите непрекъснато откриват нови хранителни вещества и форми фактори, които в крайна сметка могат да заменят традиционното селско стопанство и риболов.
    • Бъдещето генерира излагане на нови храни и хранителни категории, станали възможни чрез синтетични производствени техники, което води до експлозия на нови рецепти, нишови ресторанти.

    Въпроси за разглеждане

    • Какви са възможните рискове от синтетичната биология?
    • Как иначе мислите, че синтетичната биология може да промени начина, по който хората консумират храна?