技術人員利用生物技術生產出可持續的蛋白替代品

赫爾辛基大學未來可持續食品系統研究小組與芬蘭VTT技術研究中心的研究表明,基於真菌培養的卵清蛋白有可能減輕與生產雞蛋蛋白粉有關的部分環境負擔,在生產中使用低碳能源時尤其如此。

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由於雞蛋蛋白粉含有高質量的蛋白質,它是食品工業中的一種常用成分。2020年,雞蛋蛋白的年消費量約為160萬噸,預計未來幾年市場將進一步擴大。

不斷增長的需求正在引發有關可持續性和道德的問題。蛋白粉生產鏈的部分環節,如養雞產蛋,產生了大量的溫室氣體排放,並造成了水資源短缺、生物多樣性喪失和森林砍伐。此外,密集型養雞業作為人類病原體的一個重要儲存庫,導致了人畜共患疾病的爆發。在食品行業中,尋找動物蛋白的可持續替代品已經引起了越來越多的興趣。細胞農業,在用於重組成分生產時也稱為精確發酵,提供了一種基於生物技術的解決方案,通過使用微生物生產系統來生產特定的蛋白質,使動物蛋白質的生產與動物養殖脫鉤。

例如,一半以上的蛋清粉蛋白質含量是卵白蛋白。VTT已經成功地在絲狀子實體真菌Trichoderma reesei的幫助下生產了卵清蛋白。攜帶卵清蛋白藍圖的基因被現代生物技術工具插入到真菌中,然後產生和分泌與雞產生的相同的蛋白質。芬蘭VTT技術研究中心的Emilia Nordlund介紹說,接下來是將卵清蛋白從細胞中分離出來,進行濃縮和乾燥,創造出最終的功能性產品。

細胞培養的產品通常比典型的農產品需要更多的電力,因此使用的能源類型會影響環境影響的程度。然而,由微生物生產卵白質所需的農業投入量,例如葡萄糖通常大大低於每公斤蛋白粉。

“根據我們的研究,這意味着與生產基於雞肉的同類產品相比,真菌生產的卵清蛋白減少了近90%的土地使用需求和31-55%的溫室氣體。”赫爾辛基大學的博士研究員Natasha Järviö說:”在未來,當生產以低碳能源為基礎時,精確發酵有可能將其影響甚至減少到72%。”

不過,對於水的使用對環境的影響,結果還不太確定,這顯示出對卵白蛋白生產基地的假設地點的高度依賴性。總的來說,這項研究顯示了精確發酵技術在提高蛋白質生產的可持續性方面的潛力,而這種潛力可以通過使用低碳能源進一步提高。

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