К сожалению, сельское хозяйство - не самый эффективный процесс, требующий огромных площадей земли и ресурсов, и по мере роста численности населения наши запасы продовольствия будут подвергаться все большему стрессу. Но новое исследование показало, что выращивание белка из микробов может быть более эко-устойчивой и эффективной системой.
Текущая продовольственная система сосредоточена на выращивании сельскохозяйственных культур, которые требуют большого количества природных ресурсов, таких как вода, солнечный свет, углекислый газ, азот и, конечно же, земля. Большая часть этой продукции напрямую питает людей, но некоторые из них сначала направляются на другую ступень - животных, которым также нужны земля и вода, прежде чем они перейдут к обеспечению людей пищей.
Но можно добавить новый источник пищи, чтобы сделать весь процесс более эффективным - микробы. Используя те же ресурсы, микробы можно выращивать для производства биомассы, которую можно перерабатывать в съедобный порошок, богатый белком и другими питательными веществами. Его можно скармливать скоту или превращать в пищу для потребления человеком, что снижает потребность в выращивании растительных культур.
«Мы ожидаем, что микробный белок также будет полезен в качестве дополнения к нашему рациону, поскольку он обеспечивает высококачественный источник белка, состоящий из всех незаменимых аминокислот, а также витаминов и минералов», - говорит Дориан Леже, первый автор исследования. «Эта технология может поддерживать производство продуктов питания, предотвращая при этом ущерб окружающей среде. Современные методы ведения сельского хозяйства способствуют загрязнению экосистем и истощению запасов воды во всем мире».
Схема потенциальной фермы по выращиванию микробных белков, которая, по прогнозам, потребует гораздо меньше земли и ресурсов, чем традиционное сельское хозяйство. Фото: Paul Van Laar, Dorian Leger, Silvio Matassa, Elad Noor, Alon Shepon, Ron Milo, Arren Bar-Even.
Но практично ли это? В рамках нового исследования группа ученых из Геттингенского университета смоделировала крупномасштабные микробиологические предприятия по производству пищевых продуктов, проанализировав потребности в энергии на каждом этапе и изучив различные установки и типы микробов.
Смоделированные объекты будут использовать возобновляемые источники энергии. Углекислый газ улавливается из воздуха снаружи и с помощью электричества, поступающего от солнечных батарей, превращается в пищу для микробов в биореакторе. Они, в свою очередь, производят биомассу, которую можно перерабатывать в пищу.
Команда обнаружила, что на килограмм, для производства микробного белка требовалось только 10 процентов посевных площадей сои, которая является наиболее эффективной культурой растений. Также сокращается водопотребление и полностью устраняется потребность в удобрениях.
Микробные фермы также могут использовать районы, не подходящие для традиционного сельского хозяйства, например пустыни. Модели даже показали, что система по-прежнему достаточно эффективна в более высоких широтах, где не так много солнечного света.
Диаграмма, показывающая, как добавление источников микробного белка в нашу пищевую систему может снизить нагрузку на источники растительного и животного происхождения. Фото: Paul Van Laar, Dorian Leger, Silvio Matassa, Elad Noor, Alon Shepon, Ron Milo, Arren Bar-Even.
Конечно, этот протеиновый порошок не может быть подходящей заменой для каждой культуры - команда отмечает, что такие продукты, как сахарная свекла, обычно выращивают не для употребления в пищу, а для других целей в пищевой промышленности. Но микробный белок может снизить потребность в таких продуктах, как соя и зерно, которые выращивают в качестве корма для скота (и уменьшить их воздействие на окружающую среду).
Вряд ли это будет серебряная пуля в вопросе продовольственной безопасности, но микробный белок может быть лишь одной из многих корректировок, которые нам необходимо внести в наш будущий рацион. Другие могут включать в себя поедание насекомых и выращивание мяса в лаборатории.
Исследование было опубликовано в журнале PNAS.
Источник: Göttingen University
