Tag vand, kuldioxid og mikrober, tilføj et stød af elektricitet og en smule tid, og voila: protein. Denne opskrift kommer fra finske forskere, der siger, at de har udviklet en teknik til at fremstille mad næsten ud af tynd luft.
Nå, slags. Fødevarer er et pulver lavet af en type bakterier, der lever på brint. Det er ikke nøjagtigt ud af tynd luft, og lige nu tager det to uger at producere et enkelt gram. Næppe den revolution, du måske har læst om i overskrifterne.
Men forskerne siger, at - hvis produktionsprocessen kunne opskaleres - det kunne være en billig måde at fodre husdyr på, frigøre jord for at dyrke mad til mennesker eller plante koldioxid-sugende træer. Længere nede på vejen kan det endda være et kødalternativ for mennesker, skønt det sandsynligvis ikke ville være et let salg på menuer.
”Det er ikke så meget anderledes end at fremstille øl, men ved at fremstille øl bruger man selvfølgelig sukker som råmateriale, men i dette tilfælde bruger vi brint, ” siger seniorforsker Juha-Pekka Pitkänen fra VTTs tekniske forskningscenter i Finland, en stat -kontrolleret videnskabeligt forskningscenter.
Med dette betyder Pitkänen, at begge processer begynder med at fodre en encellet organisme til at producere et spiseligt (eller drikkeligt) produkt. Proteinskabelsesprocessen starter med brintoxiderende bakterier, der bruger brint som deres energikilde. Forskerne anbragte bakterierne i en bioreaktor i kaffekoppestørrelse sammen med vand og en elektrisk vanddelere. Opdeleren deler vand i brint og ilt; bakterierne spiser brint. Kombineret med kulstof fra atmosfæren og en lille mængde tilsat "gødning" (ammoniak, fosfor og forskellige uorganiske salte) er slutproduktet et tørt bakteriepulver, der er omkring 50 procent protein, 25 procent kulhydrat og 25 procent fedt og nukleinsyrer. Det kan bruges som det er eller forarbejdes mere for at fremstille rent protein, siger forskere. Lige nu har den meget lidt smag og en struktur, der ligner tør gær; tekstur kan også ændres, hvis der bruges lidt forskellige mikrober.
Det næste trin for forskere er at forfine processen til at producere protein i meget større skala. Dette vil involvere bygning af nye reaktorer, forbedring af effektiviteten og justering af energiniveauet for at hjælpe bakterierne med at vokse så hurtigt som muligt.
Hvis denne opskalering er vellykket, kan det skabe et fødevareproduktionssystem, der ikke er afhængig af traditionelle landbrugsprocesser. Det har også potentialet til at være meget bæredygtigt - forskere siger, at deres estimater viser, at det kunne være betydeligt mere energieffektivt end fotosyntesen med hensyn til den mængde energi, der er nødvendig for at producere en given mængde mad.
”Vi kræver ikke agerjord, ” siger Pitkänen. ”Vi kan gøre dette i et ørkenmiljø eller andre steder, der ikke er egnede til landbrug.”
Arbejdet er del af et ambitiøst projekt, der er støttet af den finske regering for at reducere CO2-emissioner gennem innovation. Pitkänen og hans teams arbejde var en fælles indsats mellem VTT Technical Research Center og Lappeenranta University of Technology.
Projektets første store mål er at fremstille proteinet i en stor nok skala til at blive brugt som foder. På den måde kunne jord, der i øjeblikket bruges til at dyrke foderafgrøder som majs og hø, bruges til mere bæredygtige formål, såsom at plante træer. Dette kan være specielt vigtigt på steder, hvor værdifulde skove ryddes for at gøre plads til kvæg, såsom i den brasilianske regnskov. Forskerne ser for sig, at proteinet produceres i en forsendelsescontainerlignende bygning på en gård ved hjælp af et så lille fodaftryk som muligt.
Bioreaktoren (VTT) Undervejs håber forskerne, at proteinet kunne bruges som en miljøvenlig proteinkilde for mennesker. De ser for sig et stof, der ligner tofu eller Quorn, en køderstatning, der er fremstillet af et svampeprotein, der er dyrket gennem gæring. I teorien kunne mobile proteinproduktionsfaciliteter endda bringes til områder med hungersnød og tilbyde en billig, sund madkilde til sultende mennesker. Meget længere nede på linjen forestiller forskere countertop-proteinreaktorer til hjemmebrug.
At skabe mad fra encellede organismer er ikke nyt. Mennesker har spist nogle encellede proteiner (SCP'er) - for eksempel blågrønalgerne spirulina - i hundreder eller tusinder af år. Men efterhånden som befolkningen vokser og landbrugets påvirkning på miljøet stiger, er produktion af SCP fra kilder, herunder bakterier, gær og svampe blevet et emne til intensiv undersøgelse. En nylig gennemgang af forskningen fra newzealandske forskere antyder, at anvendelse af SCP'er som menneskelig mad har både fordele og ulemper. For at være et nyttigt fødevareprodukt skal et givet SCP være genetisk stabilt, meget produktivt og modstandsdygtigt over for subtile ændringer i pH og andre miljøforhold. Det er også vanskeligt at sælge nye proteinkilder til offentligheden, konkluderede forskerne. Anden forskning antyder, at SCP'er er en proteinkilde af mindre kvalitet end fødevarer som kød og har potentiale til at være allergifremkaldende.
Men hvis dette nye produkt viser sig at være en succes, kan det have fordele i forhold til andre SCP'er, såsom spirulina, fordi det kan vokse med så lidt udstyr i næsten ethvert miljø.
På trods af disse potentielle barrierer er Pitkänen og hans kolleger optimistiske. De håber at have et produkt klar til salg om et årti.
”Det vil markere så mange kasser relateret til bæredygtighed, ” siger Pitkänen. Den menneskelige befolkning stiger, CO2-niveauerne stiger. Så det kunne virkelig løse store problemer. ”
