전통 농업 소멸: 공기와 물에서 단백질을 수확한다.
독일 연구자들은 재생 에너지를 사용하여 미생물로부터 단백질과 비타민 B9를 생산하는 지속 가능한 방법을 개발했다. 이 효모 기반 대안은 농지가 필요 없는 영양소가 풍부한 옵션을 제공하여 글로벌 식량 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있다.
독일의 연구자들은 미생물에게 수소, 산소, 이산화탄소 외에는 거의 아무것도 제공하지 않고 단백질과 비타민 B9를 수확하는 방법을 개발했다. Cell Press 저널 Trends in Biotechnology에 최근 게재된 이 기술은 재생 에너지를 사용하여 지속 가능하고 미량 영양소가 풍부한 단백질 대체물을 생산하며, 언젠가는 우리 접시에 오를 수도 있다.
"이것은 맥주를 만드는 것과 비슷한 발효 과정이지만, 미생물에 설탕을 주는 대신 가스와 아세트산을 주었다." 독일 튀빙겐 대학의 책임 저자인 라르구스 앙게넨트가 말했다. "효모가 설탕으로 비타민 B9를 스스로 생산할 수 있다는 것은 알고 있었지만, 아세트산으로도 같은 일을 할 수 있는지는 몰랐다."
식량 재배 과제에 대한 해결책
"세계 인구는 100억 명에 가까워지고 있으며, 기후 변화와 제한된 토지 자원으로 인해 충분한 식량을 생산하는 것이 점점 더 어려워질 것이다."라고 앙게넨트가 말했다. "한 가지 대안은 동물에게 먹이를 줄 작물을 재배하는 대신 생물공학을 통해 생물 반응기에서 단백질을 재배하는 것이다. 농업을 훨씬 더 효율적으로 만든다."
이 팀은 단백질과 비타민 B9가 풍부한 효모를 생산하는 2단계 생물 반응기 시스템을 설계했다. 이 비타민은 엽산으로도 알려져 있으며 세포 성장 및 신진 대사와 같은 신체 기능에 필수적이다. 첫 번째 단계에서 박테리아 써모아나에로박터 키부이(Thermoanaerobacter kivui)는 수소와 CO2를 식초에서 발견되는 아세트산으로 전환한다. 두 번째 단계에서는, 일반적으로 제빵 효모로 알려진 사카로미세스 세레비시아에가 아세트산과 산소를 섭취하여 단백질과 비타민 B9를 만든다. 수소와 산소는 예를 들어 풍차와 같은 깨끗한 에너지원에서 생산된 전기로 물을 재핑하여 생산할 수 있다.
기존 식품과 비슷한 영양가
아세트산을 섭취한 효모는 설탕을 섭취한 효모와 거의 같은 양의 비타민 B9를 생산하는 것으로 나타났다. 수확한 건조 효모 6g 또는 0.4큰술만으로도 일일 비타민 B9 요구량을 충족한다. 비타민 수치는 독일 뮌헨 공과대학의 공동 저자인 미하엘 리클리크가 이끄는 팀에서 측정했다.
연구자들은 단백질의 경우 효모의 수준이 소고기, 돼지고기, 생선, 렌즈콩보다 높다는 것을 발견했다. 85g 또는 6큰술의 효모는 일일 단백질 필요량의 61%를 제공하는 반면 소고기, 돼지고기, 생선, 렌즈콩은 각각 필요량의 34%, 25%, 38%, 38%를 충족한다. 그러나 효모는 과도하게 섭취할 경우 통풍 위험을 증가시킬 수 있는 화합물을 제거하기 위해 처리해야 한다. 그럼에도 불구하고 처리된 효모는 여전히 일일 단백질 필요량의 41%를 충족하며, 이는 기존 단백질 공급원과 유사하다.
환경 및 식량 안보 과제 해결
이 기술은 환경 보호, 식량 안보, 공중 보건과 같은 여러 가지 글로벌 과제를 해결하는 것을 목표로 한다. 깨끗한 에너지와 CO2를 사용하는 이 시스템은 식량 생산에서 탄소 배출을 줄이다. 토지 이용과 농업을 분리하여 보존을 위한 공간을 확보한다. 앙게넨트는 또한 농부를 능가하지 못할 것이라고 강조한다. 대신 이 기술은 농부가 야채와 작물을 지속 가능하게 생산하도록 집중시키는 데 도움이 될 것이다. 팀의 효모는 또한 단백질과 비타민 B9를 공급함으로써 개발도상국이 식량 부족과 영양 결핍을 극복하는 데 도움이 될 수 있다.
하지만 앙게넨트는 식료품점에서 단백질 대체품으로 연구팀의 효모를 구매하기 전에 해야 할 일이 훨씬 더 많다고 말한다. 그들은 생산을 최적화하고 확장하고, 식품 안전을 조사하고, 기술 및 경제 분석을 수행하고, 시장 관심을 측정할 계획이다.
앙게넨트는 "토지를 사용하지 않고도 비타민과 단백질을 동시에 매우 높은 생산 속도로 만들 수 있다는 사실이 흥미롭다."라고 말한다. "최종 제품은 채식주의/비건, 비GMO, 지속 가능하여 소비자에게 어필할 수 있다."