Vzemite vodo, ogljikov dioksid in mikrobe, dodajte kanček električne energije in malo časa ter voila: beljakovine. Ta recept izvirajo iz finskih znanstvenikov, ki pravijo, da so razvili tehniko priprave hrane skoraj iz zraka.
No, nekako. Hrana je prah, narejen iz vrste bakterij, ki živijo na vodiku. To ni ravno zunaj zraka in zdaj traja dva tedna, da ustvari en gram. Komaj revolucija, o kateri ste morda prebrali v naslovih.
Toda raziskovalci trdijo, da bi lahko - če bi proces proizvodnje povečali - poceni način nahraniti živino, sprostili zemljo za gojenje hrane za ljudi ali posadili drevesa, ki sesajo ogljikov dioksid. Dlje po cesti bi to lahko predstavljalo celo mesno alternativo za ljudi, čeprav verjetno ne bi bila preprosta prodaja na menijih.
"Ni toliko drugače kot pri proizvodnji piva, ampak za pripravo piva seveda uporabljate sladkor kot surovino, vendar v tem primeru uporabljamo vodik, " pravi višji znanstvenik Juha-Pekka Pitkänen iz Tehničnega raziskovalnega centra VTT na Finskem, država -kontrolirano znanstveno raziskovalno središče.
Pitkänen pomeni, da se oba procesa začneta s hranjenjem enoceličnega organizma, da nastane užiten (ali pitno) izdelek. Proces ustvarjanja beljakovin se začne z bakterijami, ki oksidirajo vodik, ki kot vir energije uporabljajo vodik. Znanstveniki so bakterije postavili v bioreaktor, velik v kavi, skupaj z vodo in električnim cepilnikom. Cepilec razdeli vodo na vodik in kisik; bakterija poje vodik. V kombinaciji z ogljikom iz ozračja in majhno količino dodanih "gnojil" (amoniak, fosfor in razne anorganske soli) je končni izdelek prah suhih bakterij, ki vsebuje približno 50 odstotkov beljakovin, 25 odstotkov ogljikovih hidratov in 25 odstotkov maščob in nukleinska kislina. Raziskovalci trdijo, da je takšen, kakršen je, ali ga več lahko predelamo. Trenutno ima zelo malo okusa in teksturo, podobno suhemu kvasu; tekstura se lahko spremeni tudi, če se uporabljajo nekoliko drugačni mikrobi.
Naslednji korak za raziskovalce je izpopolniti postopek za proizvodnjo beljakovin v veliko večjem obsegu. To bo vključevalo gradnjo novih reaktorjev, izboljšanje učinkovitosti in prilagoditev ravni energije, da bi bakterije čim hitreje rasle.
Če bo ta obseg uspešen, bi lahko ustvaril sistem pridelave hrane, ki se ne zanaša na tradicionalne kmetijske procese. Ima tudi potencial za visoko trajnost - raziskovalci trdijo, da njihove ocene kažejo, da bi bila lahko energetsko učinkovitejša od fotosinteze glede na količino vložene energije, potrebne za proizvodnjo določene količine hrane.
"Ne potrebujemo njive, " pravi Pitkänen. "To lahko storimo v puščavskem okolju ali drugje, neprimernem za kmetijstvo."
Delo je del ambicioznega projekta, ki ga je podprla finska vlada za zmanjšanje emisij ogljika z inovacijami. Pitkänen in delo njegove ekipe je bilo skupno prizadevanje tehničnega raziskovalnega centra VTT in tehnološke univerze Lappeenranta.
Prvi večji cilj projekta je proizvesti beljakovine v dovolj velikem obsegu, da jih lahko uporabimo kot živalsko krmo. Tako bi se zemljišča, ki se trenutno uporabljajo za gojenje krmnih rastlin, kot sta koruza in seno, lahko uporabila za bolj trajnostne namene, kot je sajenje dreves. To bi bilo lahko še posebej pomembno v krajih, kjer so dragoceni gozdovi jasno posekani, da bi lahko dali govedo, na primer v brazilskem deževnem gozdu. Znanstveniki predvidevajo, da se beljakovine, ki se proizvajajo v zgradbi, podobni ladijskim ladjam, na kmetiji, pri čemer uporabljajo čim manjši odtis.
Bioreaktor (VTT) Znanstveniki upajo, da bi lahko protein uporabili kot okolju prijazen vir beljakovin za ljudi. Predvidevajo snov, podobno tofuju ali Quornu, mesnemu nadomestku iz glivičnih beljakovin, ki se gojijo s fermentacijo. Teoretično bi lahko mobilne prostore za proizvodnjo beljakovin celo pripeljali na območja, ki doživljajo lakoto, saj ponujajo poceni, zdrav vir hrane za stradajoče ljudi. Raziskovalci predvidevajo veliko več proteinov za domačo uporabo.
Ustvarjanje hrane iz enoceličnih organizmov ni novo. Ljudje jedo nekaj enoceličnih beljakovin (SCP) - na primer modro-zelene alge spirulina - že sto ali tisoč let. Ko pa prebivalstvo raste in vplivi kmetijstva na okolje naraščajo, je proizvodnja SCP iz virov, vključno z bakterijami, kvasovkami in glivami, predmet intenzivne študije. Nedavni pregled raziskave novozelandskih znanstvenikov kaže, da uporaba SCP kot človeške hrane ima tako prednosti kot slabosti. Da bi bil uporaben prehranski izdelek, mora biti dani SCP gensko stabilen, visoko produktiven in odporen na subtilne spremembe pH in drugih okoljskih razmer. Prav tako je težko prodati nove vire beljakovin javnosti, so sklenili raziskovalci. Druge raziskave kažejo, da so SCP manj beljakovinski vir beljakovin kot hrana, kot je meso, in so lahko alergične.
Če pa se bo ta nov izdelek izkazal za uspešnega, bi lahko imel prednosti pred drugimi SCP-ji, kot je spirulina, saj lahko raste s tako malo opreme v skoraj katerem koli okolju.
Kljub tem potencialnim oviram so Pitkänen in njegovi sodelavci optimistični. Upajo, da bo izdelek pripravljen na trg čez približno desetletje.
"Označilo bi toliko oken, povezanih s trajnostjo, " pravi Pitkänen. Človeška populacija narašča, raven CO2 narašča. Tako bi lahko resnično rešili velika vprašanja. "
