În ultimii ani, mișcarea etichetelor curate a făcut progrese în industria alimentară. Metodele tradiționale de producție alimentară care se bazau pe prelucrări grele și ingrediente artificiale își pierd tracțiunea cu consumatorii actuali, în timp ce startup-urile cu creștere rapidă care se mândresc cu produse din categoria „bun pentru tine” continuă să câștige cote de piață. În timp ce multe dintre aromele utilizate în industria alimentară sunt încă produse folosind chimia sintetică și materiile prime petrochimice, dorința consumatorilor de arome naturale este, de asemenea, în creștere. În același timp, majoritatea produselor alimentare nu sunt pe deplin „sintetice”; principala sursă a tuturor alimentelor pe care le consumăm astăzi este încă de la plante și animale, chiar dacă există unele modificări chimice și biologice pe parcurs. Aici prezentăm câteva inovații strălucitoare în alimentele sintetice:

trei

NASA și proiectul de sinteză alimentară

Între anii 1960 și 1970, Centrul de Cercetare NASA Ames a început un proiect de producere a alimentelor fără a utiliza organisme vii consumate în mod tradițional, cum ar fi culturile sau animalele. Premisa de bază a proiectului a fost că astronauții vor continua să exploreze spațiul în misiuni din ce în ce mai lungi. Spațiul și greutatea disponibile pentru alimentele depozitate la bordul navei spațiale ar fi limitate și ar fi necesare alte procese pentru a hrăni echipajul uman. În timp ce cultivarea alimentelor a fost considerată o opțiune viabilă, viteza și zona în care alimentele ar putea fi cultivate ar limita cantitatea de alimente disponibile în orice moment al timpului. În schimb, programul a investigat metode chimice simple care ar putea regenera alimentele folosind deșeuri și combustibil pentru rachete.

Au fost publicate mai multe publicații despre procesele dezvoltate pentru a genera carbohidrați comestibili din apă, dioxid de carbon și electricitate. Aceste procese s-au bazat pe divizarea electrochimică a apei în hidrogen și oxigen gazos. Hidrogenul gazos ar fi reacționat cu dioxid de carbon, captat din expirația echipajului aerospațial, pentru a forma metan. Metanul ar fi apoi transformat în formaldehidă printr-o oxidare parțială atentă cu oxigen și gheață într-o serie de reacții catalizate care au format zaharuri de formoză sau glicerol din formaldehidă. Zaharurile de formoză sunt similare cu zaharurile tipice pe care le consumăm, cum ar fi glucoza, zaharoza sau fructoza, și astfel pot fi ușor digerate de oameni pentru energie. Glicerolul este un intermediar obișnuit format în corpul uman pe calea metabolizării zaharurilor și, de asemenea, este și un produs comestibil. Aceste produse carbohidrat pure pot fi reacționate împreună pentru a forma polimeri lungi asemănători amidonului sau utilizați direct ca îndulcitori.

Sistemul general de generare a alimentelor ar fi limitat doar de cantitatea de energie electrică disponibilă pentru a rula reacția de electroliză pentru a forma hidrogen și ar putea furniza cea mai mare parte a caloriilor de carbohidrați necesare oamenilor. Lipidele și proteinele sunt, de asemenea, necesare pentru o dietă echilibrată, dar procesele chimice necesare pentru a produce acești compuși alimentari sunt complicate și laborioase. Pentru a ocoli aceste provocări, investigatorii au sugerat utilizarea unei bacterii, Hydrogenomonas eutropha, care se hrănește cu hidrogen gazos, dioxid de carbon și minerale și le transformă într-un supliment bogat în proteine ​​care conține, de asemenea, lipide, vitamine și alți nutrienți esențiali necesari corpul uman. Deși aici ar fi folosit un organism viu în acest proces, bacteriile ar putea produce biomasă rapid și fără o întreținere extinsă. În acest fel, o dietă întreagă ar putea fi produsă folosind doar tehnologii chimice și biologice simple care ar putea fi plasate într-o navă spațială. Cu toate acestea, tehnologia nu a fost niciodată implementată sub nicio formă practică pentru misiunile spațiale.

Sinteza consumului de energie electrică

Recent, într-un proiect comun între Centrul de Cercetare Tehnică VTT din Finlanda și Universitatea de Tehnologie Lappeenranta, cercetătorii au dezvoltat o metodă pentru a produce un produs alimentar bogat în proteine ​​din apă, dioxid de carbon, bacterii și electricitate. La fel ca procesul bacterian menționat anterior, bacteriile folosite aici sunt un tip special care poate digera hidrogenul gazos produs din electroliza apei și a dioxidului de carbon captat din arderea combustibililor fosili și le poate transforma în biomasă comestibilă.

O echipă de oameni de știință tocmai a făcut alimente din electricitate - și ar putea fi soluția pentru foamea în lume https://t.co/RhowrhVLuv #Finland

- Contabilitatea Pământului (@EarthAccounting) 5 august 2017

Proiectul Food From Electricity are potențialul de a reduce emisiile de seră ca o alternativă eficientă din punct de vedere energetic pentru a crea alimente. Spre deosebire de agricultura tradițională, care se bazează pe conversia energiei luminii solare în zahăr prin fotosinteză, electricitatea captată direct din panourile solare ar putea fi utilizată pentru a alimenta procesul. Metoda este calculată a fi de zece ori mai eficientă decât producerea agriculturii bazate pe culturi. Celălalt avantaj este că procesul poate fi ușor scalat și nu necesită suprafețe mari de teren; un depozit cu mai multe etaje ar putea produce aceeași producție ca un câmp de culturi. În plus, pesticidele și îngrășămintele chimice care în mod normal s-ar scurge și ar provoca daune mediului local nu ar fi necesare pentru această producție alimentară pe bază de bacterii. Alte modalități de aplicare a tehnologiei includ dispozitive la domiciliu care ar genera alimente la cerere pentru regiunile care se luptă cu aprovizionarea cu alimente adecvate și ar putea reduce impactul malnutriției globale.

Carne sintetică

Alte lucrări conduse de NASA includ cercetări privind tehnologia cărnii sintetice. Acea muncă a fost de atunci divizată în diverse proiecte de cercetare academică și tehnologii de pornire. Carnea sintetică sau de cultură se bazează pe aceeași biotehnologie dezvoltată pentru a crea țesuturi și organe de înlocuire utilizate în domeniul medical. Celulele stem de la animalul dorit (vacă, porc, pește etc.) sunt cultivate într-un bulion bogat în nutrienți în condiții sterile. Celulele stem sunt încurajate să se diferențieze în țesutul muscular folosind un mediu specializat care conține factori care indică schimbarea celulelor. Țesuturile musculare maturate sunt „exercitate” prin întindere pentru a favoriza creșterea musculară și recoltate după atingerea dimensiunii dorite. Materialul asemănător cărnii este apoi modelat și aromatizat pentru a da un produs din carne similar cu carnea unui animal

Agricultura pe scară largă a cărnii este în mare parte nedurabilă. Crezi că răspunsul este carnea sintetică? http://t.co/xxRLAxC9qE pic.twitter.com/yIYy9xzHyH

- Modern Farmer (@ModFarm) 30 septembrie 2014

Sintetice și dincolo

Termenul „sintetic” tinde să dețină o conotație negativă în lumea noastră modernă. În timp ce piața se îndreaptă în mod constant către produse cu proveniență naturală, preocupările de mediu în creștere și provocările socioeconomice globale pot necesita industria alimentară să se bazeze pe produse alimentare derivate sintetic. Pe măsură ce ne îndreptăm spre viitor, o combinație atât de alimente sintetice, cât și naturale va continua să fie pilonii în dietele noastre.

________________________________
Aveți nevoie să consultați un om de știință alimentar sau un chimist aromat? Luați legătura cu un om de știință independent în domeniul alimentar.

Kolabtree ajută companiile din întreaga lume să angajeze experți la cerere. Freelancerii noștri au ajutat companiile să publice lucrări de cercetare, să dezvolte produse, să analizeze date și multe altele. Este nevoie doar de un minut pentru a ne spune ce trebuie să faceți și pentru a primi citate de la experți gratuit.