Ученые научились выделять белок и витамин B9 из воздуха и воды

Немецкие исследователи разработали устойчивый метод получения белка и витамина B9 из микробов с помощью возобновляемой энергии. Данная альтернатива на основе дрожжей может помочь решить глобальные продовольственные проблемы, обеспечив богатый питательными веществами продукт, не требующий сельскохозяйственных угодий.

Исследователи из Германии разработали метод получения белка и витамина B9 из микробов, снабжая их лишь водородом, кислородом и CO2. Технология, недавно опубликованная в журнале Cell Press Trends in Biotechnology, работает на возобновляемой энергии и позволяет получить устойчивую, обогащенную микроэлементами белковую альтернативу.

«Это процесс брожения, похожий на приготовление пива, но вместо сахара мы даем микробам газ и ацетат, — говорит автор работы Ларгус Ангенент из Тюбингенского университета (Германия). — Мы знали, что дрожжи могут самостоятельно вырабатывать витамин B9 из сахара, но не знали, могут ли они делать то же самое с ацетатом. Численность населения планеты приближается к 10 млрд человек, и в условиях изменения климата и ограниченности земельных ресурсов производить достаточное количество продовольствия будет все труднее и труднее. Одна из альтернатив — выращивание белков в биореакторах с помощью биотехнологий, а не выращивание культур на корм животным. Это делает сельское хозяйство гораздо более эффективным».

Команда разработала двухступенчатую систему биореактора, которая производит дрожжи, богатые белком и витамином B9. Этот витамин также известен как фолат и необходим для роста клеток и метаболизма.

На первом этапе бактерия Thermoanaerobacter kivui преобразует водород и CO2 в ацетат, который содержится в уксусе. На втором этапе Saccharomyces cerevisiae, более известные как пекарские дрожжи, питаются ацетатом и кислородом для производства белка и витамина B9. Водород и кислород можно получить с помощью электричества, вырабатываемого чистыми источниками энергии, например ветряными мельницами.

Оказывается, что дрожжи, питающиеся ацетатом, производят примерно такое же количество витамина B9, как и те, которые потребляют сахар. Всего 6 г (0,4 столовой ложки) собранных сухих дрожжей удовлетворяют суточную потребность в витамине B9. Уровень витамина был измерен группой под руководством соавтора Михаэля Рыхлика из Технического университета Мюнхена, Германия.

Исследователи обнаружили, что содержание белка в дрожжах превышает его содержание в говядине, свинине, рыбе и чечевице. 85 г (6 столовых ложек) дрожжей обеспечивают 61% суточной потребности в белке, в то время как говядина, свинина, рыба и чечевица удовлетворяют 34%, 25%, 38% и 38% потребности соответственно.

Однако дрожжи должны быть обработаны, чтобы избавиться от соединений, которые при чрезмерном употреблении могут привести к подагре. Но даже обработанные дрожжи удовлетворяют 41% суточной потребности в белке, что сопоставимо с традиционными источниками.

Данная технология поможет решить глобальные проблемы: сохранение окружающей среды, продовольственная безопасность и здоровье населения. Работая на чистой энергии и CO2, система сокращает выбросы углерода при производстве продуктов питания. Она отделяет землепользование от сельского хозяйства, освобождая пространство для сохранения природы.

Ангенент также подчеркивает, что эта технология не будет конкурировать с фермерами, а, напротив, поможет фермерам сконцентрироваться на устойчивом производстве овощей и культур. Дрожжи, созданные командой, также могут помочь развивающимся странам преодолеть нехватку продовольствия и дефицит питательных веществ, поставляя белок и витамин B9.

По словам Ангенента, им еще многое предстоит сделать, прежде чем дрожжи исследовательской группы появятся в продуктовом ряду в качестве белковой альтернативы. Исследователи планируют оптимизировать и расширить производство, изучить безопасность пищевых продуктов, провести технико-экономический анализ и оценить интерес рынка.

«Мы можем одновременно производить витамины и белок при довольно высоком уровне производства без использования земли, это не может не радовать, — говорит Ангенент. — Конечный продукт вегетарианский/веганский, не содержит ГМО и является экологически чистым, что может заинтересовать потребителей».

Ранее исследователи утверждали, что выявили белок, который способен напрямую останавливать повреждения ДНК, а также обладает универсальностью, что теоретически позволяет интегрировать его в любой организм, делая его перспективным кандидатом для создания вакцины против рака.