Quantumrun

VAIZDO KREDITAS:

iStock

Sintetinė biologija ir maistas: maisto gamybos stiprinimas statybiniuose blokuose

Mokslininkai naudoja sintetinę biologiją geresnės kokybės ir tvaresniam maistui gaminti.

Autorius:
autoriaus vardas
Quantumrun Foresight
Gruodis 20, 2022

Įžvalgos santrauka

Sintetinė biologija, derinanti biologiją ir inžineriją, tampa pagrindiniu sprendimu patenkinti didėjantį pasaulinį maisto poreikį dėl gyventojų skaičiaus augimo ir aplinkos problemų. Ši sritis ne tik didina maisto saugą ir mitybą, bet ir siekia pakeisti tradicinę žemės ūkio praktiką, įvedant laboratorijoje pagamintus baltymus ir maistines medžiagas. Dėl savo potencialo pakeisti maisto pramonę, sintetinė biologija gali paskatinti tvaresnius ūkininkavimo metodus, naujus reguliavimo poreikius ir pakeisti vartotojų pageidavimus bei maitinimosi tradicijas.

Sintetinė biologija ir maisto kontekstas

Mokslininkai kuria sintetinius arba laboratorijoje pagamintus valgomus produktus, kad pagerintų ir išplėstų maisto grandinę. Tačiau, remiantis tyrimu, paskelbtu Gamta žurnale, labai tikėtina, kad iki 2030 m. kaip nors vartosite ar naudosite sintetinę biologiją.

Sėkmingo ūkininkavimo duomenimis, iki 2 m. pasaulio gyventojų skaičius išaugs 2050 milijardais, o tai padidins pasaulinę maisto gamybos paklausą beveik 40 procentų. Kai maitins daugiau žmonių, bus didesnis baltymų poreikis. Tačiau mažėjanti žemės masė, didėjantis anglies dvideginio išmetimas ir jūros lygis bei erozija neleidžia maisto gamybai neatsilikti nuo prognozuojamos paklausos. Šis iššūkis gali būti išspręstas taikant sintetinę arba laboratorijoje sukurtą biologiją, gerinant ir plečiant maisto grandinę.

Sintetinė biologija sujungia biologinius tyrimus ir inžinerines koncepcijas. Ši disciplina remiasi informacija, gyvybe ir socialiniais mokslais, kad valdytų ląstelių funkcijas per laidų grandinę ir suprastų, kaip kuriamos skirtingos biologinės sistemos. Maisto mokslo ir sintetinės biologijos derinys ne tik laikomas veiksmingu metodu sprendžiant dabartinius maisto saugos ir mitybos iššūkius, bet ir ši nauja mokslo disciplina gali būti gyvybiškai svarbi tobulinant dabartines netvaraus maisto technologijas ir praktiką.

Sintetinė biologija leis gaminti maistą naudojant klonuotų ląstelių gamyklas, įvairius mikroorganizmus arba biosintezės platformas be ląstelių. Ši technologija gali pagerinti išteklių konversijos efektyvumą ir pašalinti tradicinio žemės ūkio trūkumus bei didelį anglies dvideginio išmetimą.

Trikdantis poveikis

2019 metais augalinio maisto gamintojas Impossible Foods išleido mėsainį, kuris „kraujuoja“. „Impossible Foods“ mano, kad kraujas, ypač geležies turintis hemas, sukuria mėsingesnius skonius, o aromatai sustiprėja, kai į augalinį mėsainį dedama sojų leghemoglobino. Norėdama panaudoti šias medžiagas į jautienos paplotėlių pakaitalą Impossible Burger, įmonė naudoja DNR sintezę, genetinių dalių bibliotekas ir teigiamą grįžtamojo ryšio kilpą autoindukcijai. „Impossible Burger“ gamybai reikia 96 procentais mažiau žemės ir 89 procentais mažiau šiltnamio efektą sukeliančių dujų. Šis mėsainis yra tik vienas iš daugelio bendrovės produktų daugiau nei 30,000 15,000 restoranų ir XNUMX XNUMX bakalėjos parduotuvių visame pasaulyje.

Tuo tarpu startuolio „KnipBio“ inžinieriai žuvis maitina iš mikrobo, esančio ant lapų. Jie redaguoja jo genomą, kad padidintų žuvų sveikatai svarbių karotinoidų kiekį, ir naudoja fermentaciją, kad paskatintų jos augimą. Tada mikrobai trumpą laiką veikiami didelio karščio, džiovinami ir sumalami. Kiti žemės ūkio projektai apima organizmų, gaminančių didelius augalinio aliejaus kiekius ir riešutų medžius, sintezę, kuriuos galima auginti patalpose, naudojant daug mažiau vandens, nei paprastai reikia, tuo pačiu užauginant dvigubai daugiau riešutų.

O 2022 m. JAV biotechnologijų įmonė Pivot Bio pagamino sintetines azoto trąšas kukurūzams. Šis produktas sprendžia pramoniniu būdu pagaminto azoto, kuris sunaudoja 1-2 procentus pasaulinės energijos, naudojimo problemą. Bakterijos, surišančios azotą iš oro, gali veikti kaip biologinė trąša, tačiau jos nėra gyvybingos su javų pasėliais (kukurūzais, kviečiais, ryžiais). Kaip sprendimą, Pivot Bio genetiškai modifikavo azotą fiksuojančias bakterijas, kurios stipriai asocijuojasi su kukurūzų šaknimis.

Sintetinės biologijos taikymo maisto gamyboje pasekmės

Platesnės sintetinės biologijos taikymo maisto gamybai pasekmės gali būti:

Pramoninis ūkininkavimas pereina nuo gyvulininkystės prie laboratorijoje pagamintų baltymų ir maistinių medžiagų.
Etiškesni vartotojai ir investuotojai ragina pereiti prie tvaraus ūkininkavimo ir maisto gamybos.
Vyriausybės skatina žemdirbius tapti tvaresniais siūlydamos subsidijas, įrangą ir išteklius.
Reguliavimo institucijos kuria naujus tikrinimo biurus ir samdo pareigūnus, kurie specializuojasi sintetinių maisto produktų gamybos įrenginių priežiūros srityje.
Maisto gamintojai daug investuoja į laboratorijoje pagamintus trąšų, mėsos, pieno produktų ir cukraus pakaitalus.
Tyrėjai nuolat atranda naujas maistines medžiagas ir formuojančius veiksnius, kurie ilgainiui gali pakeisti tradicinį žemės ūkį ir žuvininkystę.
Ateities generatoriai susiduria su naujais maisto produktais ir maisto kategorijomis, kurios tapo įmanomos naudojant sintetines gamybos technologijas, todėl atsiranda naujų receptų, nišinių restoranų sprogimas.