Накормить планету без земли и солнца: белок из воздуха может спасти человечество

Немецкие исследователи нашли способ производить белок и витамин B9, не используя сельскохозяйственные угодья и животных. Используя лишь воздух, воду и возобновляемую энергию, они создали систему, которая может изменить будущее продовольственного производства. Работа опубликована в Trends in Biotechnology и уже названа шагом к "экологичному белку из ничего".

Белок из микробов и ветра

Учёные из Тюбингенского университета и Мюнхенского технического университета разработали технологию, которая превращает водород, кислород и углекислый газ в богатые белком дрожжи. Этот метод работает по принципу биоферментации, но вместо сахара микроорганизмы получают энергию из газов.

"Это процесс ферментации, похожий на приготовление пива, но вместо сахара мы дали микроорганизмам газ и ацетат", — сказал микробиолог Ларгус Ангенент из Тюбингенского университета.

"Мы знали, что дрожжи могут вырабатывать витамин B9 из сахара, но не были уверены, смогут ли они сделать то же самое с ацетатом", — добавил учёный.

Эта технология способна заменить часть традиционного сельского хозяйства, снижая нагрузку на землю и воду.

Как работает система

Команда создала двухступенчатую биотехнологическую установку. На первом этапе бактерия Thermoanaerobacter kivui превращает водород и углекислый газ в ацетат — вещество, содержащееся в уксусе. На втором этапе обычные пекарские дрожжи Saccharomyces cerevisiae используют этот ацетат и кислород, производя белок и витамин B9.

"Мы фактически кормим дрожжи уксусом, полученным из воздуха", — пояснил профессор Михаэль Рихлик из Мюнхенского технического университета.

Энергия для всей установки поступает от возобновляемых источников, таких как ветряные турбины и солнечные панели. Таким образом, производство белка становится практически углеродно-нейтральным.

Сравнение пищевой ценности

Исследователи обнаружили, что содержание белка в дрожжах выше, чем в говядине, рыбе и бобовых. При этом в процессе создаётся достаточно витамина B9, чтобы покрыть суточную потребность человека.

По данным команды, всего 6 граммов высушенных дрожжей обеспечивают дневную норму витамина B9. А 85 граммов — около 60% суточной потребности в белке.

"Наши дрожжи производят столько же витамина B9, сколько и те, что растут на сахаре", — сообщил профессор Михаэль Рихлик.

После очистки от пуринов, способных вызывать подагру при избыточном потреблении, дрожжи сохраняют около 41% суточной нормы белка, оставаясь безопасными и питательными.

Альтернатива животноводству и фермам

По словам разработчиков, технология решает сразу несколько глобальных проблем: нехватку продовольствия, изменение климата и деградацию земель.

"В мире уже почти 10 миллиардов человек, и производить достаточно пищи всё сложнее", — отметил профессор Ларгус Ангенент.

"Выращивание белка в биореакторах делает сельское хозяйство эффективнее и устойчивее", — добавил он.

Система не требует сельскохозяйственных угодий и может быть развёрнута в регионах с экстремальными климатическими условиями — в пустынях, на островах и даже в полярных зонах.

Советы шаг за шагом: как рождается белок из воздуха

1. Электролиз воды создаёт водород и кислород.

2. Бактерии превращают водород и CO₂ в ацетат.

3. Дрожжи перерабатывают ацетат, выделяя белок и витамин B9.

4. Полученный продукт сушат, фильтруют и обогащают микроэлементами.

5. Готовый порошок можно использовать как добавку или основу для продуктов питания.

Этот процесс можно масштабировать и адаптировать под разные виды микроорганизмов, создавая "пищевые фабрики" будущего.

Ошибка → Последствие → Альтернатива

• Ошибка: Продолжать зависеть от интенсивного животноводства.

• Последствие: Дефицит продовольствия и рост выбросов углекислого газа.

• Альтернатива: Переход на производство белков в биореакторах, использующих возобновляемую энергию.

А что если…

Что, если такую систему внедрить в развивающихся странах, где острая нехватка белка и витаминов? Учёные считают, что она может стать решением для продовольственных кризисов.

"Наша технология поможет фермерам сосредоточиться на устойчивом выращивании овощей и злаков", — подчеркнул профессор Ларгус Ангенент.

"Белок и витамины можно производить локально, не зависимо от климата и почвы", — добавил учёный.

Более того, подобные установки смогут обеспечивать питанием миссии в труднодоступных районах и даже в космосе.

Плюсы и минусы технологии

Технология может сократить использование земель под кормовые культуры, освободив миллионы гектаров для восстановления экосистем.

Мифы и правда

• Миф: Белок из микробов — это ГМО.
  Правда: Используемые дрожжи не модифицированы генетически.

• Миф: Такой продукт неполноценен.
  Правда: Он содержит все незаменимые аминокислоты и витамины группы B.

• Миф: Производство слишком дорого.
  Правда: Стоимость снизится при масштабировании и автоматизации.

FAQ

Можно ли такой белок употреблять в пищу?
Да, после очистки продукт полностью безопасен и по составу сопоставим с обычным растительным белком.

Когда технология выйдет на рынок?
Учёные планируют коммерческое производство в течение 5-7 лет после завершения тестов.

Будет ли это конкуренцией фермерам?
Нет, технология дополняет сельское хозяйство, снижая зависимость от погодных рисков и дефицита почв.

Исторический контекст

Попытки получать пищу из микроорганизмов начались ещё в 1960-х, но тогда не хватало технологий для масштабного применения. Современные достижения в области микробиологии и "зелёной энергетики" позволили реализовать идею производства белка из воздуха без вреда для экологии.

Сегодня это направление становится частью глобальной стратегии "FoodTech", направленной на создание устойчивой продовольственной системы будущего.

Три интересных факта

1. Водород для биореакторов получают из воды при помощи электролиза — процесс полностью безуглеродный.

2. Дрожжи, выращенные на ацетате, производят в два раза больше белка, чем соя.

3. Один биореактор площадью 100 м² может обеспечивать белком до 10 тысяч человек в год.

Перспективы и значение

"Тот факт, что мы можем производить витамины и белок одновременно, не используя землю, впечатляет", — сказал профессор Ларгус Ангенент.

"Продукт веганский, без ГМО и экологичный — это может привлечь потребителей", — добавил он.

Если технология будет масштабирована, она может стать переломным моментом в мировой продовольственной системе, позволяя производить еду буквально из воздуха и воды.