Mikroalgbioreaktorer i industriell skala. Kredit:Arkivbilder
Marint mikroalgerbaserat cellulärt jordbruk är ett lovande nytt sätt att på ett hållbart sätt producera växtbaserat "kött" och hälsosam "supermat" för framtiden.
Forskare vid Flinders Universitys Center for Marine Bioproducts Development (CMBD) i Australien svarar på ett växande intresse från konsumenter som letar efter hälsosammare, mer miljövänliga, hållbara och etiska alternativ till animaliska proteiner.
Marina mikroalger, encelliga fotosyntetiska organismer från havet kan vara lösningen på världens köttproteinbrist, säger CMBD:s chef för Flinders University Professor Wei Zhang, som också är med och leder ett försök att etablera ett nationellt Marine Bioproducts Cooperative Research Center (MB) -CRC) i Australien.
CRC:s uppdrag är att hitta sätt att utveckla den tredje generationen av australisk högvärdig marin bioindustri (i motsats till den första generationens fiske och andra generationens vattenbruk) och omvandla Australiens framväxande marina bioproduktsektor till en globalt konkurrenskraftig industri .
Centrets fokus kommer att ligga på industri- och marknadsdrivna innovationer för att förbättra både försörjningskedjan och värdekedjan för att ge kostnadsbesparingar, förbättrad produktion och konkurrenskraft för Australien att få tillgång till högvärdiga marknader för marina bioprodukter över hela världen.
Flinders University Center for Marine Bioproducts Development bioreaktor och bearbetade mikroalgprov som innehas av professor Wei Zhang, som är med och leder ett försök att etablera ett nationellt Marine Bioproducts Cooperative Research Center (MB-CRC) i Australien. Kredit:Flinders University
"Vår forskning spänner över hela värdekedjan, från odling av mikroalger och cirkulär avancerad biotillverkning till utveckling av högvärdig funktionell mat", säger professor Zhang.
"Mikroalger finns i en mängd olika näringsprofiler och avancerade odlingsstrategier kan utvecklas för att trimma mikroalger för att producera protein-, olje- och kolhydratdominerande typer som kan bearbetas till ett brett utbud av funktionella livsmedel, inklusive friska cellbiffar, chips , pastor, sylt och till och med kaviar.”
Två sötvattensmikroalgprodukter som för närvarande finns på marknaden är de proteinrika sorterna Chlorella och Spirulina som används vid produktion av livsmedel som grön pasta, drycker och drycker.
Marina arter är av betydande intresse eftersom de inte kräver knappt sötvatten och odlingsmark. Deras unika näringsprofiler som deras höga DHA- och EPA-innehåll (långkedjiga omega 3-fettsyror) är avgörande för spädbarns- och hjärnans utveckling och hjärthälsa.
Bioreaktorer för uppskalning av uppskalad akvatisk produktion av fotosyntetiska mikroalger kan också bidra till att bekämpa utsläpp av växthusgaser och klimatförändringar. En bioreaktorenhet på 90 x 90 x 210 cm (3 x 3 x 7 fot) kan absorbera upp till 400 gånger mer koldioxid än samma fotavtryck från träd.
Center for Marine Bioproducts Development forskare Dr Reinu Abraham och docent Kirsten Heimann med "kaviar" gjord av mikroalger vid Flinders University-laboratoriet. Kredit:Flinders University
Med hjälp av solljus skapar vissa sorter av mikroalger syre och omvandlar koldioxid till organiskt kol (protein, kolhydrater, pigment, fetter och fibrer), precis som växter, men kräver inte värdefull åkermark för sin produktion.
"De kallas därför ofta havens regnskogar", säger docent Kirsten Heimann, universitetslektor i bioteknik vid Flinders University.
"Med hjälp av solljus skapar fotosyntetiska mikroalger syre och omvandlar koldioxid till organiskt kol (protein, kolhydrater, pigment, fetter, fibrer och mikronäringsämnen), precis som växter, men kräver inte värdefull åkermark för sin produktion.
Det betyder att mikroalger kan skördas på ett hållbart sätt och omvandlas till miljövänliga supermat, säger hon. "Om man sätter samman mikroalger och innovativ produktion och bearbetning kan hjälpa till att betjäna världens blomstrande befolkning och växande efterfrågan på hållbar proteinproduktion", säger hon.
Tillsammans med forskning om bearbetningstekniker undersöker CMBD-teamet också användningen av avfall eller skördad tång för produktion av biologiskt nedbrytbar plast, en annan hållbar lösning på icke-nedbrytbar petroleumbaserad plast.
Referens:"Release of incapsulated bioactives influenced by alginate viscosity under in vitro gastrointestinal model" av Reinu E. Abraham, Peng Su, Munish Puri, Colin L. Raston och Wei Zhang, 4 januari 2021, International Journal of Biological Macromolecules .
DOI:10.1016/j.ijbiomac.2020.12.143
Resultaten visar användningen av både mikroalger och makroalger för utveckling av kontrollerad frisättning av hälso- och näringsbioaktiva ämnen från marina källor.
