Forskere skaber proteinpulver med bare mikrober,

Vælg tre ingredienser for at lave et nærende måltid, og det er usandsynligt, at du vælger kuldioxid, vand og mikrober. Men forskere i Finland udvikler en måde at zappe den simple opskrift med elektricitet inde i en bioreaktor for at skabe et pulver, der er omkring 50 procent protein og 25 procent kulhydrater.

Det spiselige pulver kan blandes i en shake eller omdannes til en tofu-lignende mad til mennesker. Det kunne også omdannes til foder til dyr. Fordi det er behandlet inde i en bioreaktor - svarende til hvordan øl og Quorn, en britisk køderstatning, er lavet - det kræver ikke de enorme mængder jord, vand eller andre ressourcer, der er nødvendige for storstilet landbrug og ikke udsender drivhusgasser til atmosfæren.

"Vi fjerner hele processen fra jorden, "siger Jero Ahola, en professor i afdelingen for elektroteknik ved Lappeenranta University of Technology. Hvis solenergi bruges til at producere elektricitet, processen er omkring 10 gange mere effektiv til at producere mad end konventionelt landbrug, der er afhængig af jord, siger Ahola.

Til denne proof-of-concept-indsats, den anvendte bioreaktor var på størrelse med en kaffekop, og processen til fremstilling af 1 gram af proteinet tog cirka to uger. Ahola og kollega Juha-Pekka Pitkänen, hovedforsker ved VTT Technical Research Center i Finland, sige, at de arbejder på planer om at bygge en større bioreaktor, ca. 6 liter (1,6 gallon) i størrelse, i begyndelsen af ​​næste år. Efter det, de vil ansøge om yderligere finansiering for at skalere systemet endnu mere, bygge en bioreaktor på 2 kubikmeter (71 kubikfod), der kan producere 5 kilo pulver om dagen. Forestil dig en af ​​de 10 pund poser mel eller sukker, og du får ideen.

"Vi tror, ​​at vi ville være i stand til at skalere det ret hurtigt nu, da vi har fået det til at fungere, ”siger Pitkänen.

I øjeblikket, systemet kører med cirka 26 procent effektivitet, hvilket betyder, at 26 procent af elektriciteten går direkte mod at gøre blandingen til mad. Teamet siger, at de føler sig sikre på, at de næsten kan fordoble det for at opnå en effektivitet på op til 50 procent.

Opskriften

For at lave pulveret, Ahola og Pitkänen kombinerer kuldioxid, vand og Knallgas -bakterier med ammonium, sulfat- og fosfatsalte, der fungerer som gødning. Når ingredienserne er inde i bioreaktoren, forskerne leverer en konstant elektrisk strøm gennem blandingen. Elektriciteten deler vandmolekylerne, som er lavet af hydrogen og oxygenatomer. Når den først er frigjort fra dens molekylære binding til ilt, brintet kan bruges af Knallgas -bakterierne som energi, som hjælper bakterierne med at optage CO2 og blive til protein.

"Den første rigtige applikation kunne være i ørkenen, fodre mennesker i Afrika, ”siger Pitkänen.

Selvom det virker futuristisk at elektrificere en bakteriel sammensætning for at lave mad, det går faktisk tilbage til 1960'erne, siger Pitkänen, da den berømte tyske mikrobiolog Hans Günter Schlegel og medforfatter R.M. Lafferty offentliggjorde et forskningsartikel i tidsskriftet Nature, der beskriver forestillingen. Efter det, Sovjet- og NASA -forskere begyndte eksperimenter for at se, om de kunne bruge mikrober til at skabe mad til astronauter.

"De undersøgte, hvordan man kunne omdanne CO2 og mikrober til mikrobiel biomasse, ”siger Pitkänen.

Men teknologien til effektivt at producere elektricitet i rummet var ikke veludviklet. Rumskibe er et lukket system, hvor alt skal bruges eller genbruges. At bære tungt brændstof ombord for at lave mad gav ingen mening, og vedvarende energi var stadig i sin barndom. Årevis, tanken om at gøre mikrober til mad faldt bagud.

I dag, med vedvarende energi på en opadgående bane, generere elektricitet uden emission og bruge den til at omdanne et bryg med vand, CO2 og mikrober til et pulverformigt protein giver mere mening. Med en fornyet interesse for menneskelige rumrejser, mad fra elektricitet kunne finde vej ind i kosmos.

I mellemtiden, den har masser af applikationer på Jorden. I dag, 795 millioner mennesker på verdensplan mangler mad nok. En nærende, højproteinpulver kan hjælpe med at afhjælpe global sult. Det kan også hjælpe planeten generelt med at reducere drivhusgasser, og specifikt Finland, som har sat et mål om at sænke CO2 -udledningen med 80 procent inden år 2050.

"Vores jord er ved at blive som en slags rumskib, "siger Ahola." Vi indser, at vi nærmer os grænser, og vi er nødt til at tænke på lignende slags løsninger på disse problemer. "

Forskerne stolede på en bioreaktor for at lave deres proteinpulver, og de foreslår, at forbrugerne måske har deres egne hjemmreaktorer i fremtiden.