Bioreaktory mikroglonów na skalę przemysłową. Źródło:zdjęcia stockowe
Rolnictwo komórkowe oparte na morskich mikroalgach to obiecujący nowy sposób na zrównoważoną produkcję „mięsa” roślinnego i zdrowych „superżywności” na przyszłość.
Naukowcy z Centrum Rozwoju Bioproduktów Morskich Uniwersytetu Flindersa (CMBD) w Australii reagują na rosnące zainteresowanie konsumentów poszukujących zdrowszych, bardziej przyjaznych dla środowiska, zrównoważonych i etycznych alternatyw dla białek zwierzęcych.
Morskie mikroalgi, jednokomórkowe organizmy fotosyntetyczne z oceanu, mogą być rozwiązaniem światowego niedoboru białka mięsnego, mówi dyrektor CMBD, profesor Wei Zhang z Uniwersytetu Flindersa, który współkieruje również staraniem o utworzenie krajowego Centrum Badań nad Bioproduktami Morskimi (MB -CRC) w Australii.
Misją CRC jest znalezienie sposobów na rozwój trzeciej generacji australijskiego bioprzemysłu morskiego o wysokiej wartości (w przeciwieństwie do rybołówstwa pierwszej generacji i akwakultury drugiej generacji) oraz przekształcenie wschodzącego australijskiego sektora bioproduktów morskich w globalnie konkurencyjny przemysł .
Centrum będzie koncentrować się na innowacjach przemysłowych i rynkowych w celu poprawy zarówno łańcucha dostaw, jak i łańcucha wartości, aby zapewnić oszczędności kosztów, lepszą produkcję i konkurencyjność dla Australii, aby uzyskać dostęp do rynków bioproduktów morskich o wysokiej wartości na całym świecie.
Flinders University Center for Marine Bioproducts Development bioreaktor i próbka przetworzonych mikroalg, należąca do profesora Wei Zhanga, który współkieruje przetargiem na utworzenie krajowego Centrum Badawczego Bioproduktów Morskich (MB-CRC) w Australii. Źródło:Uniwersytet Flindersa
„Nasze badania obejmują cały łańcuch wartości, od hodowli mikroalg i zaawansowanej bioprodukcji w obiegu zamkniętym po rozwój wysokowartościowej żywności funkcjonalnej” – mówi profesor Zhang.
„Mikroalgi występują w różnych profilach żywieniowych i można opracować zaawansowane strategie uprawy w celu dostrojenia mikroalg do produkcji rodzajów z przewagą białka, oleju i węglowodanów, które można przetwarzać w szeroką gamę żywności funkcjonalnej, w tym paszteciki ze zdrowymi komórkami, chipsy , pasty, dżemy, a nawet kawior”.
Dwa produkty z mikroalg słodkowodnych dostępne obecnie na rynku to wysokobiałkowe odmiany Chlorella i Spirulina stosowane w produkcji żywności, takiej jak zielony makaron, napoje i napoje.
Gatunki morskie cieszą się dużym zainteresowaniem, ponieważ nie wymagają niewielkiej ilości wody słodkiej i gruntów uprawnych. Ich unikalne profile odżywcze, takie jak wysoka zawartość DHA i EPA (długołańcuchowe kwasy tłuszczowe omega 3), są niezbędne dla rozwoju niemowląt i mózgu oraz zdrowia serca.
Bioreaktory do zwiększania skali produkcji fotosyntetycznych mikroalg w wodzie mogą również pomóc w walce z emisją gazów cieplarnianych i zmianą klimatu. Jedna jednostka bioreaktora o wymiarach 90 x 90 x 210 cm (3 x 3 x 7 stóp) może wchłonąć do 400 razy więcej dwutlenku węgla niż ten sam ślad drzew.
Naukowcy z Centrum Rozwoju Bioproduktów Morskich dr Reinu Abraham i profesor Kirsten Heimann z „kawiorem” zrobionym z mikroalg w laboratorium Uniwersytetu Flindersa. Źródło:Uniwersytet Flindersa
Wykorzystując światło słoneczne, niektóre odmiany mikroalg wytwarzają tlen i przekształcają dwutlenek węgla w węgiel organiczny (białko, węglowodany, barwniki, tłuszcze i włókna), podobnie jak rośliny, ale do ich produkcji nie wymagają cennych gruntów ornych.
„Dlatego są często nazywane lasami deszczowymi oceanów” – mówi profesor Kirsten Heimann, starszy wykładowca biotechnologii na Flinders University.
„Wykorzystując światło słoneczne, fotosyntetyczne mikroalgi wytwarzają tlen i przekształcają dwutlenek węgla w węgiel organiczny (białko, węglowodany, pigmenty, tłuszcze, włókna i mikroelementy), podobnie jak rośliny, ale do ich produkcji nie wymagają cennych gruntów ornych.
Oznacza to, że mikroalgi mogą być zbierane w sposób zrównoważony i przekształcane w ekologiczne pożywienie” – mówi. „Łącząc jeden do drugiego, mikroalgi oraz innowacyjna produkcja i przetwarzanie mogą pomóc w obsłudze dynamicznie rozwijającej się populacji na świecie i rosnącego zapotrzebowania na zrównoważoną produkcję białka” – mówi.
Oprócz badań nad technikami przetwarzania, zespół CMBD bada również wykorzystanie odpadów lub zebranych wodorostów morskich do produkcji biodegradowalnych tworzyw sztucznych, kolejnego zrównoważonego rozwiązania dla niedegradowalnych tworzyw sztucznych na bazie ropy naftowej.
Odniesienie:„Uwalnianie kapsułkowanych substancji bioaktywnych pod wpływem lepkości alginianu w modelu żołądkowo-jelitowym in vitro” Reinu E. Abraham, Peng Su, Munish Puri, Colin L. Raston i Wei Zhang, 4 stycznia 2021 r., International Journal of Biological Macromolecules .
DOI:10.1016/j.ijbiomac.2020.12.143
Wyniki pokazują zastosowanie zarówno mikroalg, jak i makroalg do rozwoju kontrolowanego uwalniania bioaktywnych składników odżywczych i zdrowotnych ze źródeł morskich.
