Cwantwmrun

CREDYD DELWEDD:

iStock

Bioleg synthetig a bwyd: Gwella cynhyrchiant bwyd yn y blociau adeiladu

Mae gwyddonwyr yn defnyddio bioleg synthetig i gynhyrchu bwyd cynaliadwy o ansawdd gwell.

Awdur:
enw awdur
Rhagolwg Quantumrun
Rhagfyr 20, 2022

Crynodeb mewnwelediad

Mae bioleg synthetig, sy'n cyfuno bioleg a pheirianneg, yn dod i'r amlwg fel ateb allweddol i gwrdd â'r galw cynyddol am fwyd byd-eang oherwydd twf poblogaeth a heriau amgylcheddol. Mae'r maes hwn nid yn unig yn gwella diogelwch bwyd a maeth ond mae hefyd yn anelu at drawsnewid arferion amaethyddol traddodiadol trwy gyflwyno proteinau a maetholion a wneir mewn labordy. Gyda'i botensial i ail-lunio'r diwydiant bwyd, gallai bioleg synthetig arwain at ddulliau ffermio mwy cynaliadwy, anghenion rheoleiddio newydd, a newid yn newisiadau defnyddwyr a thraddodiadau bwyta.

Bioleg synthetig a chyd-destun bwyd

Mae ymchwilwyr yn datblygu cynhyrchion bwytadwy synthetig neu labordy i wella ac ehangu'r gadwyn fwyd. Fodd bynnag, yn ôl astudiaeth a gyhoeddwyd yn y natur cylchgrawn, mae'n debygol iawn y byddwch wedi bwyta neu ddefnyddio bioleg synthetig mewn rhyw ffordd erbyn 2030.

Yn ôl Ffermio Llwyddiannus, rhagwelir y bydd poblogaeth y byd yn tyfu 2 biliwn erbyn 2050, gan gynyddu'r galw byd-eang am gynhyrchu bwyd bron i 40 y cant. Gyda mwy o bobl i fwydo, bydd mwy o angen am brotein. Fodd bynnag, mae crebachu tirfas, allyriadau carbon cynyddol a lefelau’r môr, ac erydiad yn atal cynhyrchu bwyd rhag cadw i fyny â’r galw a ragwelir. Gellir datrys yr her hon o bosibl trwy gymhwyso bioleg synthetig neu labordy, gan wella ac ehangu'r gadwyn fwyd.

Mae bioleg synthetig yn cyfuno ymchwil fiolegol a chysyniadau peirianneg. Mae'r ddisgyblaeth hon yn tynnu o wybodaeth, bywyd, a'r gwyddorau cymdeithasol i reoli swyddogaethau cellog trwy gylchedau gwifrau a deall sut mae gwahanol systemau biolegol yn cael eu dylunio. Nid yn unig y mae'r cyfuniad o wyddor bwyd a bioleg synthetig yn cael ei ystyried yn ddull effeithiol o ddatrys heriau cyfredol o ran diogelwch bwyd a maeth, ond gall y ddisgyblaeth wyddonol newydd hon fod yn hanfodol i wella technolegau ac arferion bwyd anghynaliadwy cyfredol.

Bydd bioleg synthetig yn caniatáu ar gyfer cynhyrchu bwyd gan ddefnyddio ffatrïoedd celloedd wedi'u clonio, micro-organebau amrywiol, neu lwyfannau biosynthesis di-gell. Gall y dechnoleg hon wella effeithlonrwydd trosi adnoddau a dileu anfanteision amaethyddiaeth draddodiadol ac allyriadau carbon uchel.

Effaith aflonyddgar

Yn 2019, rhyddhaodd y gwneuthurwr bwyd o blanhigion Impossible Foods fyrger sy'n "gwaedu." Mae Impossible Foods yn credu bod gwaed, yn benodol yr heme sy'n cynnwys haearn, yn creu mwy o flasau cigog, ac mae aroglau'n cael eu gwella pan ychwanegir leghemoglobin soi at fyrger sy'n seiliedig ar blanhigion. Er mwyn trwytho'r sylweddau hyn yn eu patty cig eidion newydd, Impossible Burger, mae'r cwmni'n defnyddio synthesis DNA, llyfrgelloedd rhannau genetig, a dolen adborth gadarnhaol ar gyfer awto-anwythiad. Mae'r Byrger Amhosibl angen 96 y cant yn llai o dir ac 89 y cant yn llai o nwyon tŷ gwydr i'w gynhyrchu. Mae'r byrger hwn yn un o gynhyrchion niferus y cwmni mewn dros 30,000 o fwytai a 15,000 o siopau groser ledled y byd.

Yn y cyfamser, mae peirianwyr KnipBio cychwynnol yn bwydo pysgod o ficrob a geir ar ddail. Maent yn golygu ei genom i gynyddu carotenoidau sy'n bwysig i iechyd pysgod ac yn defnyddio eplesu i ysgogi ei dwf. Yna caiff y microbau eu hamlygu i wres eithafol am gyfnod byr, eu sychu a'u melino. Mae prosiectau amaethyddol eraill yn cynnwys syntheseiddio organebau sy'n cynhyrchu llawer iawn o olew llysiau a choed cnau y gellir eu tyfu dan do gan ddefnyddio llawer llai o ddŵr na'r hyn sy'n ofynnol yn nodweddiadol tra'n cynhyrchu dwywaith cymaint o gnau.

Ac yn 2022, gwnaeth cwmni biotechnoleg yr Unol Daleithiau Pivot Bio wrtaith nitrogen synthetig ar gyfer corn. Mae'r cynnyrch hwn yn mynd i'r afael â'r broblem o ddefnyddio nitrogen a gynhyrchir yn ddiwydiannol sy'n defnyddio 1-2 y cant o ynni byd-eang. Gall bacteria sy'n gosod nitrogen o'r aer weithredu fel gwrtaith biolegol, ond nid ydynt yn hyfyw gyda chnydau grawn (corn, gwenith, reis). Fel ateb, addasodd Pivot Bio yn enetig facteria sefydlogi nitrogen sy'n cysylltu'n gryf â gwreiddiau corn.

Goblygiadau cymhwyso bioleg synthetig i gynhyrchu bwyd

Gall goblygiadau ehangach cymhwyso bioleg synthetig tuag at gynhyrchu bwyd gynnwys:

Ffermio diwydiannol yn symud o dda byw i brotein a maetholion a wneir mewn labordy.
Defnyddwyr a buddsoddwyr mwy moesegol yn galw am newid i ffermio cynaliadwy a chynhyrchu bwyd.
Llywodraethau yn cymell amaethwyr i ddod yn fwy cynaliadwy trwy gynnig cymorthdaliadau, offer ac adnoddau.
Roedd rheoleiddwyr sy'n creu swyddfeydd archwilio newydd ac yn cyflogi swyddogion yn arbenigo mewn goruchwylio cyfleusterau cynhyrchu bwyd synthetig.
Gweithgynhyrchwyr bwyd yn buddsoddi'n helaeth mewn amnewidion a wneir mewn labordy ar gyfer gwrtaith, cig, cynhyrchion llaeth, a siwgr.
Mae ymchwilwyr yn darganfod maetholion bwyd newydd yn barhaus ac yn ffurfio ffactorau a allai ddisodli amaethyddiaeth a physgodfeydd traddodiadol yn y pen draw.
Cynhyrchu'r dyfodol yn dod i gysylltiad â bwydydd newydd a chategorïau bwyd a wnaed yn bosibl trwy dechnegau cynhyrchu synthetig, gan arwain at ffrwydrad o ryseitiau newydd, bwytai arbenigol.