lari kuantum

KREDIT GAMBAR:

iStock

Biologi sintetik dan makanan: Meningkatkan produksi makanan di blok bangunan

Para ilmuwan menggunakan biologi sintetik untuk menghasilkan makanan yang lebih berkualitas dan berkelanjutan.

Penulis:
nama penulis
Pandangan ke Depan Quantumrun
Desember 20, 2022

Ringkasan wawasan

Biologi sintetik, yang memadukan biologi dan teknik, muncul sebagai solusi utama untuk memenuhi peningkatan permintaan pangan global akibat pertumbuhan populasi dan tantangan lingkungan. Bidang ini tidak hanya meningkatkan keamanan pangan dan nutrisi tetapi juga bertujuan untuk mengubah praktik pertanian tradisional dengan memperkenalkan protein dan nutrisi buatan laboratorium. Dengan potensinya untuk membentuk kembali industri pangan, biologi sintetik dapat mengarah pada metode pertanian yang lebih berkelanjutan, kebutuhan peraturan baru, dan perubahan preferensi konsumen serta tradisi makan.

Biologi sintetik dan konteks makanan

Para peneliti sedang mengembangkan produk sintetis atau buatan laboratorium yang dapat dimakan untuk meningkatkan dan memperluas rantai makanan. Namun menurut sebuah penelitian yang diterbitkan di Alam jurnal, kemungkinan besar Anda akan mengonsumsi atau menggunakan biologi sintetik dengan cara tertentu pada tahun 2030.

Menurut Successful Farming, populasi dunia diproyeksikan tumbuh sebesar 2 miliar pada tahun 2050, meningkatkan permintaan global untuk produksi pangan hampir 40 persen. Dengan lebih banyak orang untuk diberi makan, akan ada kebutuhan protein yang lebih besar. Namun, menyusutnya daratan, meningkatnya emisi karbon dan permukaan laut, serta erosi mencegah produksi pangan untuk memenuhi perkiraan permintaan. Tantangan ini berpotensi diselesaikan dengan penerapan biologi sintetik atau buatan laboratorium, meningkatkan dan memperluas rantai makanan.

Biologi sintetik menggabungkan penelitian biologi dan konsep teknik. Disiplin ini mengambil dari informasi, kehidupan, dan ilmu sosial untuk mengontrol fungsi seluler melalui sirkuit kabel dan memahami bagaimana sistem biologis yang berbeda dirancang. Kombinasi ilmu pangan dan biologi sintetik tidak hanya dipandang sebagai metode yang efektif untuk mengatasi tantangan keamanan dan nutrisi pangan saat ini, tetapi disiplin ilmu yang muncul ini mungkin terbukti penting dalam meningkatkan teknologi dan praktik pangan yang tidak berkelanjutan saat ini.

Biologi sintetik akan memungkinkan produksi makanan menggunakan pabrik sel kloning, beragam mikroorganisme, atau platform biosintesis bebas sel. Teknologi ini dapat meningkatkan efisiensi konversi sumber daya dan menghilangkan kelemahan pertanian tradisional dan emisi karbon yang tinggi.

Dampak yang mengganggu

Pada 2019, produsen makanan nabati Impossible Foods merilis burger yang "berdarah". Impossible Foods percaya bahwa darah, khususnya heme yang mengandung zat besi, menciptakan rasa daging yang lebih banyak, dan aroma ditingkatkan saat leghemoglobin kedelai ditambahkan ke burger nabati. Untuk memasukkan zat-zat ini ke dalam pengganti patty daging sapi mereka, Impossible Burger, perusahaan menggunakan sintesis DNA, perpustakaan bagian genetik, dan lingkaran umpan balik positif untuk induksi otomatis. Impossible Burger membutuhkan 96 persen lebih sedikit lahan dan 89 persen lebih sedikit gas rumah kaca untuk diproduksi. Burger ini hanyalah salah satu dari banyak produk perusahaan di lebih dari 30,000 restoran dan 15,000 toko grosir di seluruh dunia.

Sementara itu, startup KnipBio merekayasa pakan ikan dari mikroba yang ditemukan di daun. Mereka mengedit genomnya untuk meningkatkan karotenoid yang penting bagi kesehatan ikan dan menggunakan fermentasi untuk merangsang pertumbuhannya. Mikroba kemudian terkena panas ekstrim untuk waktu yang singkat, dikeringkan, dan digiling. Proyek pertanian lainnya termasuk mensintesis organisme yang menghasilkan minyak sayur dalam jumlah besar dan pohon kacang yang dapat ditanam di dalam ruangan menggunakan lebih sedikit air daripada yang biasanya dibutuhkan sambil menghasilkan kacang dua kali lebih banyak.

Dan pada tahun 2022, perusahaan bioteknologi yang berbasis di AS Pivot Bio membuat pupuk nitrogen sintetis untuk jagung. Produk ini mengatasi masalah penggunaan nitrogen yang diproduksi secara industri yang mengonsumsi 1-2 persen energi global. Bakteri yang memfiksasi nitrogen dari udara dapat bertindak sebagai pupuk hayati, tetapi tidak dapat hidup dengan tanaman serealia (jagung, gandum, beras). Sebagai solusinya, Pivot Bio memodifikasi secara genetik bakteri penambat nitrogen yang berasosiasi kuat dengan akar jagung.

Implikasi penerapan biologi sintetik pada produksi pangan

Implikasi yang lebih luas dari penerapan biologi sintetik terhadap produksi pangan dapat meliputi:

Pertanian industri beralih dari ternak ke protein dan nutrisi buatan laboratorium.
Konsumen dan investor yang lebih etis menyerukan transisi ke pertanian berkelanjutan dan produksi pangan.
Pemerintah memberi insentif kepada para petani untuk menjadi lebih berkelanjutan dengan menawarkan subsidi, peralatan, dan sumber daya.
Regulator membuat kantor inspeksi baru dan mempekerjakan petugas yang berspesialisasi dalam pengawasan fasilitas produksi makanan sintetik.
Produsen makanan banyak berinvestasi dalam pengganti buatan laboratorium untuk pupuk, daging, produk susu, dan gula.
Para peneliti terus menemukan nutrisi makanan baru dan membentuk faktor yang pada akhirnya dapat menggantikan pertanian dan perikanan tradisional.
Generasi masa depan dihadapkan pada makanan dan kategori makanan baru yang dimungkinkan melalui teknik produksi sintetis, yang mengarah pada ledakan resep baru, restoran khusus.