Szintetikus biológia és élelmiszer: Az élelmiszertermelés fokozása az építőelemeknél

KÉP HITEL:
Kép hitel
iStock

Szintetikus biológia és élelmiszer: Az élelmiszertermelés fokozása az építőelemeknél

Szintetikus biológia és élelmiszer: Az élelmiszertermelés fokozása az építőelemeknél

Alcím szövege
A tudósok szintetikus biológiát használnak jobb minőségű és fenntartható élelmiszerek előállítására.
    • Szerző:
    • Szerző neve
      Quantumrun Foresight
    • December 20, 2022

    Insight összefoglaló

    Synthetic biology, blending biology and engineering, is emerging as a key solution to meet the increasing global food demand due to population growth and environmental challenges. This field is not only enhancing food safety and nutrition but also aims to transform traditional agricultural practices by introducing lab-made proteins and nutrients. With its potential to reshape the food industry, synthetic biology could lead to more sustainable farming methods, new regulatory needs, and a shift in consumer preferences and dining traditions.

    Szintetikus biológia és élelmiszer-összefüggés

    Researchers are developing synthetic or lab-made edible products to enhance and expand the food chain. However, according to a study published in the Természet journal, it's highly likely that you will have consumed or used synthetic biology in some way by 2030.

    A sikeres gazdálkodás szerint a világ népessége 2-re 2050 milliárd fővel fog növekedni, ami közel 40 százalékkal növeli az élelmiszertermelés iránti globális keresletet. Ha több embert kell etetni, nagyobb lesz a fehérjeszükséglet. A zsugorodó földtömegek, a szén-dioxid-kibocsátás és a tengerszint emelkedése, valamint az erózió azonban megakadályozza, hogy az élelmiszertermelés lépést tartson az előre jelzett kereslettel. Ez a kihívás potenciálisan megoldható a szintetikus vagy laboratóriumi biológia alkalmazásával, javítva és bővítve a táplálékláncot.

    A szintetikus biológia a biológiai kutatási és mérnöki koncepciókat ötvözi. Ez a tudományág az információ-, az élet- és a társadalomtudományokból merít a sejtfunkciók vezérléséhez vezetékezési áramkörökön keresztül, és megérti a különböző biológiai rendszerek tervezésének módját. Nemcsak az élelmiszertudomány és a szintetikus biológia kombinációját tekintik hatékony módszernek az élelmiszerbiztonsággal és táplálkozással kapcsolatos jelenlegi kihívások megoldására, de ez a kialakulóban lévő tudományos tudományág létfontosságúnak bizonyulhat a jelenlegi fenntarthatatlan élelmiszertechnológiák és -gyakorlatok javításában.

    A szintetikus biológia lehetővé teszi az élelmiszertermelést klónozott sejtgyárak, különféle mikroorganizmusok vagy sejtmentes bioszintézis platformok felhasználásával. Ez a technológia javíthatja az erőforrás-átalakítás hatékonyságát, és kiküszöbölheti a hagyományos mezőgazdaság hátrányait és a magas szén-dioxid-kibocsátást.

    Bomlasztó hatás

    2019-ben a növényi alapú élelmiszereket gyártó Impossible Foods kiadott egy hamburgert, amely "vérzik". Az Impossible Foods úgy véli, hogy a vér, különösen a vastartalmú hem húsosabb ízeket hoz létre, és az aromák felerősödnek, ha szójaleghemoglobint adnak a növényi alapú hamburgerhez. Ahhoz, hogy ezeket az anyagokat a marhahúspogácsa-pótlójukba, az Impossible Burgerbe beépítsék, a cég DNS-szintézist, genetikai részkönyvtárakat és pozitív visszacsatolási hurkot használ az autoindukcióhoz. Az Impossible Burger előállításához 96 százalékkal kevesebb földre és 89 százalékkal kevesebb üvegházhatású gázra van szükség. Ez a burger csak egy a cég számos terméke közül több mint 30,000 15,000 étteremben és XNUMX XNUMX élelmiszerboltban világszerte.

    Eközben a startup KnipBio mérnökei a leveleken található mikrobából táplálkoznak. Szerkesztik a genomját, hogy növeljék a halak egészsége szempontjából fontos karotinoidokat, és fermentációt alkalmaznak a növekedés serkentésére. A mikrobákat ezután rövid ideig extrém hőhatásnak teszik ki, szárítják és megőrlik. Más mezőgazdasági projektek között szerepel olyan organizmusok szintetizálása, amelyek nagy mennyiségű növényi olajat és diófákat termelnek, amelyeket beltérben lehet termeszteni a szokásosnál sokkal kevesebb víz felhasználásával, miközben kétszer annyi dióféléket termelnek.

    2022-ben pedig az amerikai Pivot Bio biotechnológiai vállalat szintetikus nitrogénműtrágyát készített a kukoricának. Ez a termék az iparilag előállított nitrogén felhasználásának problémáját oldja meg, amely a globális energia 1-2 százalékát fogyasztja. A levegőből nitrogént megkötő baktériumok működhetnek biológiai műtrágyaként, de nem életképesek a gabonaféléknél (kukorica, búza, rizs). Megoldásként a Pivot Bio genetikailag módosított egy nitrogénmegkötő baktériumot, amely erősen kapcsolódik a kukorica gyökeréhez.

    A szintetikus biológia alkalmazásának következményei az élelmiszertermelésben

    A szintetikus biológia élelmiszertermelésre való alkalmazásának szélesebb körű következményei lehetnek: 

    • Az ipari gazdálkodás az állattenyésztésről a laboratóriumi fehérjékre és tápanyagokra tér át.
    • Etikusabb fogyasztók és befektetők, akik a fenntartható gazdálkodásra és élelmiszertermelésre való átállást szorgalmazzák.
    • A kormányok arra ösztönzik a mezőgazdasági termelőket, hogy fenntarthatóbbá váljanak támogatások, felszerelések és források felajánlásával. 
    • A szabályozók új ellenőrző irodákat hoznak létre, és a szintetikus élelmiszer-előállító létesítmények felügyeletére szakosodott tiszteket alkalmaznak.
    • Az élelmiszergyártók nagymértékben fektetnek be a műtrágya, a hús, a tejtermékek és a cukor laboratóriumi helyettesítőibe.
    • A kutatók folyamatosan új élelmiszer-tápanyagokat és formai tényezőket fedeznek fel, amelyek végül felválthatják a hagyományos mezőgazdaságot és halászatot.
    • Future generates being exposed to new foods and food categories made possible through synthetic production techniques, leading to an explosion of new recipes, niche restaurants.

    Megfontolandó kérdések

    • Melyek a szintetikus biológia lehetséges kockázatai?
    • Szerinted a szintetikus biológia hogyan változtathatja meg az emberek ételfogyasztását?