Syntetická biológia a potraviny: Zlepšenie produkcie potravín v stavebných blokoch

• Autor:
• meno autora

  Predvídavosť Quantumrun
• Decembra 20, 2022

Súhrn prehľadu

Syntetická biológia, ktorá spája biológiu a inžinierstvo, sa ukazuje ako kľúčové riešenie na uspokojenie rastúceho globálneho dopytu po potravinách v dôsledku rastu populácie a environmentálnych problémov. Táto oblasť nie je len zvyšovaním bezpečnosti potravín a výživy, ale zameriava sa aj na transformáciu tradičných poľnohospodárskych postupov zavedením laboratórne vyrobených bielkovín a živín. Vďaka svojmu potenciálu pretvoriť potravinársky priemysel by syntetická biológia mohla viesť k udržateľnejším poľnohospodárskym metódam, novým regulačným potrebám a posunu v preferenciách spotrebiteľov a tradíciách stravovania.

Syntetická biológia a potravinový kontext

Výskumníci vyvíjajú syntetické alebo laboratórne vyrobené jedlé produkty na zlepšenie a rozšírenie potravinového reťazca. Avšak podľa štúdie zverejnenej v príroda časopise, je vysoko pravdepodobné, že do roku 2030 budete nejakým spôsobom konzumovať alebo používať syntetickú biológiu.

Podľa Successful Farming sa predpokladá, že svetová populácia vzrastie do roku 2 o 2050 miliardy, čím sa celosvetový dopyt po produkcii potravín zvýši takmer o 40 percent. S väčším počtom ľudí na kŕmenie bude väčšia potreba bielkovín. Zmenšujúce sa množstvo pôdy, rastúce emisie uhlíka a hladiny morí a erózia však bránia tomu, aby produkcia potravín držala krok s predpokladaným dopytom. Táto výzva môže byť potenciálne vyriešená aplikáciou syntetickej alebo laboratórne vyrobenej biológie, posilnením a rozšírením potravinového reťazca.

Syntetická biológia spája biologický výskum a inžinierske koncepty. Táto disciplína čerpá z informácií, života a spoločenských vied na riadenie bunkových funkcií prostredníctvom elektrických obvodov a porozumenia, ako sú navrhnuté rôzne biologické systémy. Nielenže sa kombinácia potravinárskej vedy a syntetickej biológie považuje za účinnú metódu na riešenie súčasných problémov s bezpečnosťou potravín a výživou, ale táto vznikajúca vedecká disciplína sa môže ukázať ako životne dôležitá pri zlepšovaní súčasných neudržateľných potravinárskych technológií a postupov.

Syntetická biológia umožní výrobu potravín pomocou klonovaných bunkových tovární, rôznych mikroorganizmov alebo platforiem bezbunkovej biosyntézy. Táto technológia môže zlepšiť účinnosť konverzie zdrojov a eliminovať nevýhody tradičného poľnohospodárstva a vysoké emisie uhlíka.

Rušivý vplyv

V roku 2019 výrobca rastlinných potravín Impossible Foods vydal hamburger, ktorý „krváca“. Impossible Foods verí, že krv, konkrétne hem obsahujúci železo, vytvára mäsitejšie príchute a arómy sa zvýraznia, keď sa do burgeru na rastlinnej báze pridá sójový leghemoglobín. Na infúziu týchto látok do náhrady za hovädzie karbonátky, Impossible Burger, firma využíva syntézu DNA, knižnice genetických častí a pozitívnu spätnú väzbu na autoindukciu. Impossible Burger vyžaduje na výrobu o 96 percent menej pôdy a o 89 percent menej skleníkových plynov. Tento burger je len jedným z mnohých produktov spoločnosti vo viac ako 30,000 15,000 reštauráciách a XNUMX XNUMX obchodoch s potravinami po celom svete.

Medzitým sa inžinieri startupu KnipBio živia rybami z mikróbov nájdených na listoch. Upravujú jej genóm, aby zvýšili množstvo karotenoidov dôležitých pre zdravie rýb a využívajú fermentáciu na stimuláciu jej rastu. Mikróby sa potom vystavia na krátku dobu extrémnemu teplu, sušia sa a melú. Iné poľnohospodárske projekty zahŕňajú syntetizovanie organizmov, ktoré produkujú veľké množstvo rastlinného oleja a orechových stromov, ktoré sa dajú pestovať v interiéri s použitím oveľa menšieho množstva vody, ako sa zvyčajne vyžaduje, pričom produkujú dvakrát toľko orechov.

A v roku 2022 vyrobila americká biotechnologická spoločnosť Pivot Bio syntetické dusíkaté hnojivo pre kukuricu. Tento produkt rieši problém využitia priemyselne vyrábaného dusíka, ktorý spotrebuje 1-2 percentá celosvetovej energie. Baktérie, ktoré viažu dusík zo vzduchu, môžu pôsobiť ako biologické hnojivo, ale s obilninami (kukurica, pšenica, ryža) nie sú životaschopné. Ako riešenie Pivot Bio geneticky modifikoval baktériu viažucu dusík, ktorá sa silne spája s koreňmi kukurice.

Dôsledky aplikácie syntetickej biológie na výrobu potravín

Širšie dôsledky aplikácie syntetickej biológie na výrobu potravín môžu zahŕňať: 

• Priemyselné poľnohospodárstvo prechádza od dobytka k laboratórnym bielkovinám a živinám.
• Etickejší spotrebitelia a investori požadujúci prechod na udržateľné poľnohospodárstvo a výrobu potravín.
• Vlády podnecujú poľnohospodárov, aby sa stali udržateľnejšími tým, že ponúkajú dotácie, vybavenie a zdroje. 
• Regulačné orgány vytvárajúce nové kontrolné úrady a náborových úradníkov špecializovaných na dohľad nad zariadeniami na výrobu syntetických potravín.
• Výrobcovia potravín výrazne investujú do laboratórnych náhrad hnojív, mäsa, mliečnych výrobkov a cukru.
• Výskumníci neustále objavujú nové potravinové živiny a formové faktory, ktoré môžu nakoniec nahradiť tradičné poľnohospodárstvo a rybolov.
• Budúcnosť generuje vystavenie novým potravinám a kategóriám potravín umožneným prostredníctvom syntetických výrobných techník, čo vedie k explózii nových receptov, špecializovaných reštaurácií.

Otázky na zváženie

• Aké sú možné riziká syntetickej biológie?
• Ako inak môže podľa vás syntetická biológia zmeniť spôsob, akým ľudia konzumujú jedlo?