Syntetická biologie a potraviny: Zlepšení produkce potravin na stavebních blocích

• Autor:
• jméno autora

  Quantumrun Foresight
• 20. prosince 2022

Shrnutí statistik

Syntetická biologie, která kombinuje biologii a inženýrství, se objevuje jako klíčové řešení pro uspokojení rostoucí celosvětové poptávky po potravinách v důsledku růstu populace a environmentálních problémů. Tato oblast nejen zvyšuje bezpečnost potravin a výživu, ale také si klade za cíl transformovat tradiční zemědělské postupy zavedením laboratorních bílkovin a živin. Díky svému potenciálu přetvořit potravinářský průmysl by syntetická biologie mohla vést k udržitelnějším zemědělským metodám, novým regulačním potřebám a posunu spotřebitelských preferencí a stravovacích tradic.

Syntetická biologie a potravinový kontext

Výzkumníci vyvíjejí syntetické nebo laboratorně vyrobené jedlé produkty, aby zlepšili a rozšířili potravní řetězec. Nicméně podle studie zveřejněné v Příroda časopise, je vysoce pravděpodobné, že do roku 2030 budete nějakým způsobem konzumovat nebo používat syntetickou biologii.

Podle Successful Farming se očekává, že světová populace vzroste do roku 2 o 2050 miliardy, čímž se celosvětová poptávka po produkci potravin zvýší téměř o 40 procent. S více lidmi na krmení bude větší potřeba bílkovin. Avšak zmenšující se pevnina, rostoucí emise uhlíku a hladiny moří a eroze brání produkci potravin, aby držela krok s předpokládanou poptávkou. Tento problém lze potenciálně vyřešit aplikací syntetické nebo laboratorní biologie, posílením a rozšířením potravního řetězce.

Syntetická biologie kombinuje biologický výzkum a inženýrské koncepty. Tato disciplína čerpá z informací, věd o životě a společenských věd k řízení buněčných funkcí prostřednictvím elektrických obvodů a pochopení toho, jak jsou navrhovány různé biologické systémy. Nejen, že je kombinace potravinářské vědy a syntetické biologie považována za účinnou metodu k řešení současných problémů s bezpečností potravin a výživou, ale tato vznikající vědecká disciplína se může ukázat jako zásadní pro zlepšování současných neudržitelných potravinářských technologií a postupů.

Syntetická biologie umožní produkci potravin pomocí klonovaných buněčných továren, různých mikroorganismů nebo platforem pro bezbuněčnou biosyntézu. Tato technologie může zlepšit účinnost přeměny zdrojů a odstranit nevýhody tradičního zemědělství a vysoké emise uhlíku.

Rušivý dopad

V roce 2019 vydal výrobce rostlinných potravin Impossible Foods burger, který „krvácí“. Impossible Foods věří, že krev, konkrétně hem obsahující železo, vytváří masitější příchutě a aroma se zvýrazní, když se do burgeru na rostlinné bázi přidá sójový leghemoglobin. K infuzi těchto látek do jejich náhrady za hovězí placičky, Impossible Burger, firma využívá syntézu DNA, knihovny genetických částí a pozitivní zpětnovazební smyčku pro autoindukci. Impossible Burger vyžaduje k výrobě o 96 procent méně půdy a o 89 procent méně skleníkových plynů. Tento burger je jen jedním z mnoha produktů společnosti ve více než 30,000 15,000 restauracích a XNUMX XNUMX obchodech s potravinami po celém světě.

Mezitím inženýři startupu KnipBio krmí ryby z mikroba nalezeného na listech. Upravují její genom, aby zvýšili obsah karotenoidů důležitých pro zdraví ryb a používají fermentaci ke stimulaci jejího růstu. Mikroby jsou pak vystaveny na krátkou dobu extrémnímu teplu, sušeny a mlety. Mezi další zemědělské projekty patří syntetizace organismů, které produkují velké množství rostlinného oleje a ořechových stromů, které lze pěstovat v uzavřených prostorách s použitím mnohem menšího množství vody, než je obvykle potřeba, a zároveň produkovat dvakrát tolik ořechů.

A v roce 2022 vyrobila americká biotechnologická společnost Pivot Bio syntetické dusíkaté hnojivo pro kukuřici. Tento produkt řeší problém využití průmyslově vyráběného dusíku, který spotřebovává 1-2 procenta celosvětové energie. Bakterie, které fixují dusík ze vzduchu, mohou fungovat jako biologické hnojivo, ale s obilninami (kukuřice, pšenice, rýže) nejsou životaschopné. Jako řešení Pivot Bio geneticky modifikoval dusík fixující bakterie, které se silně spojují s kořeny kukuřice.

Důsledky aplikace syntetické biologie na produkci potravin

Širší důsledky použití syntetické biologie na produkci potravin mohou zahrnovat: 

• Průmyslové zemědělství přechází od dobytka k laboratorním bílkovinám a živinám.
• Etičtější spotřebitelé a investoři volající po přechodu k udržitelnému zemědělství a produkci potravin.
• Vlády motivují zemědělce, aby se stali udržitelnějšími tím, že nabízejí dotace, vybavení a zdroje. 
• Regulátoři vytvářející nové kontrolní úřady a najímající úředníky specializované na dohled nad zařízeními na výrobu syntetických potravin.
• Výrobci potravin intenzivně investují do laboratorních náhražek hnojiv, masa, mléčných výrobků a cukru.
• Výzkumníci neustále objevují nové potravinové živiny a formové faktory, které mohou nakonec nahradit tradiční zemědělství a rybolov.
• Budoucnost generuje vystavení novým potravinám a kategoriím potravin umožněným syntetickými výrobními technikami, což vede k explozi nových receptů, specializovaných restaurací.

Otázky k zamyšlení

• Jaká jsou možná rizika syntetické biologie?
• Jak jinak podle vás může syntetická biologie změnit způsob, jakým lidé konzumují jídlo?