Biologia sintética e alimentos: Melhorando a produção de alimentos nos blocos de construção

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  Previsão Quantumrun
• 20 de dezembro de 2022

Resumo do insight

A biologia sintética, combinando biologia e engenharia, está a emergir como uma solução chave para satisfazer a crescente procura global de alimentos devido ao crescimento populacional e aos desafios ambientais. Este campo não só melhora a segurança alimentar e a nutrição, mas também visa transformar as práticas agrícolas tradicionais através da introdução de proteínas e nutrientes produzidos em laboratório. Com o seu potencial para remodelar a indústria alimentar, a biologia sintética poderá levar a métodos agrícolas mais sustentáveis, a novas necessidades regulamentares e a uma mudança nas preferências dos consumidores e nas tradições gastronómicas.

Biologia sintética e contexto alimentar

Os pesquisadores estão desenvolvendo produtos comestíveis sintéticos ou feitos em laboratório para melhorar e expandir a cadeia alimentar. No entanto, de acordo com um estudo publicado no Natureza revista, é altamente provável que você tenha consumido ou usado biologia sintética de alguma forma até 2030.

De acordo com a Successful Farming, prevê-se que a população mundial cresça 2 mil milhões até 2050, aumentando a procura global pela produção de alimentos em quase 40%. Com mais pessoas para alimentar, haverá uma maior necessidade de proteínas. No entanto, a diminuição das massas terrestres, o aumento das emissões de carbono e do nível do mar e a erosão impedem que a produção alimentar acompanhe a procura prevista. Este desafio pode ser potencialmente resolvido através da aplicação de biologia sintética ou feita em laboratório, melhorando e expandindo a cadeia alimentar.

A biologia sintética combina pesquisa biológica e conceitos de engenharia. Esta disciplina baseia-se nas ciências da informação, da vida e sociais para controlar as funções celulares por meio de circuitos elétricos e compreender como diferentes sistemas biológicos são projetados. Não só a combinação da ciência alimentar e da biologia sintética é vista como um método eficaz para resolver os actuais desafios relacionados com a segurança alimentar e a nutrição, mas esta disciplina científica emergente pode revelar-se vital para melhorar as actuais tecnologias e práticas alimentares insustentáveis.

A biologia sintética permitirá a produção de alimentos usando fábricas de células clonadas, diversos microrganismos ou plataformas de biossíntese livres de células. Esta tecnologia pode melhorar a eficiência da conversão de recursos e eliminar as desvantagens da agricultura tradicional e as elevadas emissões de carbono.

Impacto disruptivo

Em 2019, o fabricante de alimentos vegetais Impossible Foods lançou um hambúrguer que “sangra”. A Impossible Foods acredita que o sangue, especificamente o heme que contém ferro, cria sabores mais carnudos, e os aromas são melhorados quando a leghemoglobina de soja é adicionada a um hambúrguer vegetal. Para infundir essas substâncias em seu substituto de hambúrguer, o Impossible Burger, a empresa usa síntese de DNA, bibliotecas de peças genéticas e um ciclo de feedback positivo para autoindução. O Hambúrguer Impossível requer 96% menos terra e 89% menos gases de efeito estufa para ser produzido. Este hambúrguer é apenas um dos muitos produtos da empresa em mais de 30,000 restaurantes e 15,000 supermercados em todo o mundo.

Enquanto isso, os engenheiros da startup KnipBio alimentam os peixes com um micróbio encontrado nas folhas. Eles editam seu genoma para aumentar os carotenóides importantes para a saúde dos peixes e usam a fermentação para estimular seu crescimento. Os micróbios são então expostos ao calor extremo por um breve período, secos e moídos. Outros projetos agrícolas incluem a síntese de organismos que produzem grandes quantidades de óleo vegetal e nozes que podem ser cultivadas em ambientes fechados usando muito menos água do que normalmente é necessário, produzindo o dobro de nozes.

E em 2022, a empresa de biotecnologia Pivot Bio, sediada nos EUA, produziu um fertilizante de nitrogênio sintético para milho. Este produto aborda o problema do uso de nitrogênio produzido industrialmente, que consome 1-2% da energia global. As bactérias que fixam o nitrogênio do ar podem atuar como fertilizante biológico, mas não são viáveis ​​nas culturas de cereais (milho, trigo, arroz). Como solução, a Pivot Bio modificou geneticamente uma bactéria fixadora de nitrogênio que se associa fortemente às raízes do milho.

Implicações da aplicação da biologia sintética na produção de alimentos

Implicações mais amplas da aplicação da biologia sintética na produção de alimentos podem incluir: 

• A agricultura industrial está mudando da pecuária para proteínas e nutrientes produzidos em laboratório.
• Consumidores e investidores mais éticos, apelando a uma transição para uma agricultura e produção alimentar sustentáveis.
• Governos incentivando os agricultores a se tornarem mais sustentáveis, oferecendo subsídios, equipamentos e recursos. 
• Reguladores criando novos escritórios de inspeção e contratando funcionários especializados na supervisão de instalações de produção de alimentos sintéticos.
• Os fabricantes de alimentos investem pesadamente em substitutos feitos em laboratório para fertilizantes, carne, laticínios e açúcar.
• Os investigadores descobrem continuamente novos nutrientes alimentares e factores de forma que podem eventualmente substituir a agricultura e a pesca tradicionais.
• O futuro gera a exposição a novos alimentos e categorias de alimentos possibilitados através de técnicas de produção sintética, levando a uma explosão de novas receitas, restaurantes de nicho.

Questões a considerar

• Quais são os possíveis riscos da biologia sintética?
• De que outra forma você acha que a biologia sintética pode mudar a forma como as pessoas consomem alimentos?