Επιστήμονες μετέτρεψαν διοξείδιο του άνθρακα σε πρωτεΐνη

Επιστήμονες στην Κίνα ανέπτυξαν μια καινοτόμο μέθοδο για τη μετατροπή του διοξειδίου του άνθρακα (CO2) και της ηλεκτρικής ενέργειας σε μονοκυτταρική πρωτεΐνη (SCP). Αυτή η πρωτοποριακή βιοδιαδικασία υα μπορούσε να ενισχύσει την επισιτιστική ασφάλεια και να βοηθήσει στην αντιμετώπιση των περιβαλλοντικών προκλήσεων που σχετίζονται με τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου.

Η μελέτη αυτή, η οποία διεξήχθη από ερευνητές του Πανεπιστημίου Xi’an Jiaotong και του Ινστιτούτου Βιομηχανικής Βιοτεχνολογίας Tianjin, που ανήκουν αμφότερα στην Κινεζική Ακαδημία Επιστημών, αξιοποιεί την προηγμένη βιοτεχνολογία για να φέρει επανάσταση στην παραγωγή πρωτεϊνών.

Σύστημα διπλού αντιδραστήρα για αποτελεσματική παραγωγή πρωτεϊνών

Το «κλειδί» αυτής της νέας βιολογικής διεργασίας είναι η δημιουργία ενός συστήματος διπλού αντιδραστήρα που ενσωματώνει αναερόβιες και αερόβιες διεργασίες. Στην πρώτη φάση, η μικροβιακή ηλεκτροσύνθεση (MES) χρησιμοποιείται για τη μετατροπή του CO2 σε οξικό άλας, ένα βασικό ενδιάμεσο προϊόν. Αυτό το οξικό οξύ τροφοδοτείται στη συνέχεια στον δεύτερο αντιδραστήρα, όπου αερόβια βακτήρια του γένους Alcaligenes παράγουν μονοκυτταρικές πρωτεΐνες (SCP). Το σύστημα έχει αποδειχθεί εξαιρετικά αποτελεσματικό, αποδίδοντας 17,4 g/L ξηρού βάρους κυττάρων.

Η εντυπωσιακή συγκέντρωση πρωτεΐνης κατά 74% ξεπερνά σημαντικά τις συμβατικές πηγές πρωτεΐνης, όπως το ιχθυάλευρο και η σόγια. Αυτή η υψηλής ποιότητας πρωτεΐνη μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πρόσθετο στις ζωοτροφές, βελτιώνοντας την υγεία και την παραγωγικότητα των ζώων.

Επιπλέον, η δυνατότητα ανθρώπινης κατανάλωσης διευρύνει περαιτέρω τον αντίκτυπο αυτής της μελέτης, προσφέροντας μια εναλλακτική πηγή πρωτεΐνης στην αναπτυσσόμενη αγορά προϊόντων φυτικής προέλευσης.

Περιβαλλοντικά οφέλη και επισιτιστική ασφάλεια

Αυτή η καινοτομία έχει πολλά περιβαλλοντικά πλεονεκτήματα. Οι παραδοσιακές μέθοδοι παραγωγής πρωτεϊνών απαιτούν συχνά προσαρμογές του pH και δημιουργούν λύματα, τα οποία είναι δαπανηρά και επιβλαβή για το περιβάλλον. Αντίθετα, το νέο σύστημα ελαχιστοποιεί αυτά τα ζητήματα μειώνοντας την ανάγκη για προσαρμογές του pH και περιορίζοντας την παραγωγή λυμάτων. Αυτό όχι μόνο καθιστά το σύστημα πιο βιώσιμο, αλλά δείχνει επίσης πώς η παραγωγή τροφίμων μπορεί να γίνει πιο φιλική προς το περιβάλλον.

Οι ευρύτερες επιπτώσεις αυτής της έρευνας είναι βαθιές. Καθώς η παγκόσμια ζήτηση τροφίμων αυξάνεται, ειδικά στο πλαίσιο της κλιματικής αλλαγής, η ικανότητα μετατροπής του CO2 – ένα σημαντικό αέριο του θερμοκηπίου – σε πολύτιμο ανθρώπινο δυναμικό είναι ζωτικής σημασίας.

Η πρωτεΐνη που παράγεται μέσω αυτής της μεθόδου είναι πλούσια σε απαραίτητα αμινοξέα, καθιστώντας την εξαιρετικά θρεπτική τόσο για τα ζώα όσο και για τον άνθρωπο. Καθώς το ενδιαφέρον για τη βιώσιμη διατροφή αυξάνεται παγκοσμίως, αυτή η έρευνα δείχνει πώς οι αχρησιμοποίητοι πόροι – όπως το διοξείδιο του άνθρακα- μπορούν να μετατραπούν σε ζωτικές πηγές τροφίμων. Αυτή η αλλαγή όχι μόνο αντιμετωπίζει τις κλιματικές προκλήσεις, αλλά επαναπροσδιορίζει επίσης τον τρόπο με τον οποίο βλέπουμε και χρησιμοποιούμε τη βιομάζα στην παραγωγή τροφίμων.

Προώθηση μιας κυκλικής οικονομίας άνθρακα

Οι συγγραφείς της μελέτης τονίζουν τη δυνατότητα αυτής της βιοδιαδικασίας να οδηγήσει σε μια κυκλική οικονομία άνθρακα. Αντί να εστιάζει αποκλειστικά στη μείωση των εκπομπών CO2, αυτή η μέθοδος μετατρέπει το διοξείδιο του άνθρακα σε χρήσιμους πόρους, καθιστώντας το αναπόσπαστο μέρος των βιώσιμων συστημάτων τροφίμων.

Αυτή η καινοτόμος προσέγγιση ευθυγραμμίζεται με τους Στόχους Βιώσιμης Ανάπτυξης των Ηνωμένων Εθνών (SDGs). Με τη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου και τη δημιουργία νέων ευκαιριών παραγωγής τροφίμων, αυτή η μέθοδος προσφέρει ένα μοντέλο που μπορεί να εφαρμοστεί σε διάφορους τομείς. Υπόσχεται όχι μόνο βιώσιμη διατροφή αλλά και ολιστικές περιβαλλοντικές λύσεις που μπορούν να εμπνεύσουν μελλοντικές καινοτομίες.

Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο περιοδικό «Environmental Science and Ecotechnology».

ΠΗΓΗ: Interesting Engineering