재생에너지로 구동되는 미생물은 CO2를 단백질과 비타민으로 전환합니다.

독일의 연구자들은 미생물에 수소, 산소, CO 2 외에는 아무것도 먹이지 않고도 단백질과 비타민 B9를 수확할 수 있습니다. Cell Press 저널 Trends in Biotechnology 에 9월 12일에 발표된 이 기술은 재생 에너지를 사용하여 지속 가능하고 미량 영양소가 풍부한 단백질 대체물을 생산하는데, 언젠가는 우리 접시에 오를 수도 있습니다.

"이것은 맥주를 만드는 방법과 비슷한 발효 과정이지만, 미생물에 설탕을 주는 대신 가스와 아세트산을 주었습니다." 독일 튀빙겐 대학의 책임 저자인 라르구스 앙게넨트가 말했습니다. "우리는 효모가 설탕으로 비타민 B9를 스스로 생산할 수 있다는 것을 알고 있었지만, 아세트산으로도 같은 일을 할 수 있는지는 몰랐습니다."

"우리는 전 세계적으로 100억 명에 가까워지고 있으며, 기후 변화와 제한된 토지 자원으로 인해 충분한 식량을 생산하는 것이 점점 더 어려워질 것입니다."라고 Angenent는 말합니다. "한 가지 대안은 동물에게 먹이를 줄 작물을 재배하는 대신 생명공학을 통해 생물 반응기에서 단백질을 재배하는 것입니다. 농업을 훨씬 더 효율적으로 만듭니다."

이 팀은 단백질과 비타민 B9가 풍부한 효모를 생산하는 2단계 생물 반응기 시스템을 설계했습니다. 이 비타민은 엽산으로도 알려져 있으며 세포 성장 및 신진 대사와 같은 신체 기능에 필수적입니다. 첫 번째 단계에서 박테리아 Thermoanaerobacter kivui는 수소와 CO 2를 식초에서 발견되는 아세트산으로 전환합니다. 두 번째 단계에서는 빵 효모로 더 잘 알려진 Saccharomyces cerevisiae가 아세트산과 산소를 ​​섭취하여 단백질과 비타민 B9를 만듭니다. 수소와 산소는 예를 들어 풍차와 같은 깨끗한 에너지원에서 생산된 전기로 물을 재핑하여 생산할 수 있습니다.

아세트산을 먹인 효모는 설탕을 먹는 효모와 거의 같은 양의 비타민 B9를 생산합니다. 수확한 건조 효모 6g 또는 0.4큰술만 있어도 일일 비타민 B9 요구량을 충족합니다. 비타민 수치는 독일 뮌헨 공과대학의 공동 저자인 Michael Rychlik이 이끄는 팀이 측정했습니다.

연구자들은 단백질의 경우 효모의 수치가 소고기, 돼지고기, 생선, 렌즈콩의 수치를 초과한다는 것을 발견했습니다. 85g 또는 6큰술의 효모는 일일 단백질 필요량의 61%를 제공하는 반면, 소고기, 돼지고기, 생선, 렌즈콩은 각각 필요량의 34%, 25%, 38%, 38%를 충족합니다. 그러나 효모는 과도하게 섭취하면 통풍 위험을 증가시킬 수 있는 화합물을 제거하기 위해 처리해야 합니다. 그럼에도 불구하고 처리된 효모는 여전히 전통적인 단백질 공급원과 비슷한 일일 단백질 필요량의 41%를 충족합니다.

이 기술은 환경 보호, 식량 안보, 공중 보건 등 여러 가지 세계적 과제를 해결하는 것을 목표로 합니다. 청정 에너지와 CO 2 로 작동하는 이 시스템은 식량 생산에서 탄소 배출을 줄입니다. 토지 이용과 농업을 분리하여 보존을 위한 공간을 확보합니다. Angenent는 또한 농부를 능가하지 않을 것이라고 강조합니다. 대신 이 기술은 농부가 채소와 작물을 지속 가능하게 생산하도록 집중시키는 데 도움이 될 것입니다. 이 팀의 효모는 또한 단백질과 비타민 B9를 제공하여 개발도상국이 식량 부족과 영양 결핍을 극복하는 데 도움이 될 수 있습니다.

하지만 식료품점에서 단백질 대체품으로 연구팀의 효모를 구매하기 전에 Angenent는 해야 할 일이 더 많다고 말합니다. 그들은 생산을 최적화하고 확장하고, 식품 안전을 조사하고, 기술 및 경제 분석을 수행하고, 시장 관심을 측정할 계획입니다.

"토지를 전혀 사용하지 않고도 비타민과 단백질을 동시에 꽤 높은 생산 속도로 만들 수 있다는 사실은 신나는 일입니다."라고 Angenent는 말합니다. "최종 제품은 채식주의/비건, 비GMO, 지속 가능하여 소비자에게 어필할 수 있습니다."

본 연구는 알렉산더 폰 훔볼트 재단, 독일 연방 교육 연구부, 노보 노디스크 재단 CO2 연구 센터(CORC), SPRIND GmbH, 그리고 독일 연방 교육 연구부의 지원을 받았습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/09/240912135704.htm