A proteina di metanu unica cellula - u mondu hè prontu per sta innovazione in i sistemi alimentari?

A luce di u Summit di i Sistemi Alimentari di l'ONU tenuta oghje, chì hà per scopu di realizà sistemi alimentari più sani, più sustenibili è più equi, ci hè avà una urgenza di custruisce tecniche innovative di pruduzzione alimentaria se l'umanità hà intenzione di ottene sistemi alimentari più resilienti. Avemu parlatu cù u duttore Jamie Hinks, Principal Research Fellow à u Centru di Singapore per l'Ingegneria di e Scienze di a Vita Ambientale (SCELSE), circa a so ricerca attuale utilizendu sistemi biologichi d'alta pressione per pruduce una proteina unicellulare d'alta qualità da u metanu.

Dr Hinks, cumu spiegherebbe a vostra ricerca nantu à l'alimentu fattu di metanu à un non-specialista?

U megliu modu per cumincià à capisce sta tecnulugia hè di vede l'alimentu è u carburante cum'è un pocu interchangeable. U carburante hè materiale chì cuntene energia chì pò esse aduprata per fà u travagliu utile, sia in una macchina o in un urganismu. U carburante chì l'omu cunsuma, è chì chjamemu alimentu, hè di origine biologica è, in termini simplistichi, hè custituitu da biomassa vegetale o animale. Questa biomassa s'accumula cum'è l'organisimi alimentanu è crescenu. Qualchidunu di questu hè assai gustoso, cum'è funghi per esempiu.

Avà, da u puntu di vista di u microbicu, tuttu ciò chì cuntene energia hè una fonte potenziale di alimentazione. L'urganismi unichi di cellula cunsumanu una varietà di fonti d'energia, cumprese quelli chì ùn sò micca d'urigine biologica è chì ponu pare micca inusual per l'omu. Per esempiu, i microbi pò manghjà metalli è rifiuti chimichi cum'è solventi. In u casu di l'alimentariu da u metanu, u metanu hè utilizatu per alimentà i batteri. U metanu pò esse pruduttu biologicu o per prucessi geologichi. Allora, certi battìri sò spicializati in u cunsumu di metanu è, cum'è crescenu, a so biomassa diventa una bona fonte di proteina comestible. Questi battìri sò chjamati metanotrofi chì significanu "mangiatori di metanu".

U prucessu scientificu specificu hè chjamatu oxidazione di metanu da i batteri metanotrofi. A metanotrofia si trova naturalmente in l'ambienti induve u metanu hè presente, cum'è in risaie o infiltrazioni d'idrocarburi. A crescita di metanotrofi in cundizioni arricchite di metanu in un bioreattore permette u prucessu per esse sfruttatu per a generazione di prutezione. U metanu pò esse un subproduttu di u trattamentu di l'acqua residuale o a produzzione di petroliu. U prucessu chì stanu attualmente ricerche è chì svilupperò applicà una pressione alta per aumentà a solubilità di metanu è dunque rende più faciule è più efficiente per cultivà metanotrofi cù una impronta più chjuca.

Perchè hè particularmente impurtante di investigà stu prucessu oghje? In u vostru casu, pudete dà un pocu insight per quessa hè interessante per i paesi cum'è Singapore?

Ebbè, a pruduzzione di l'alimentariu sustinibili hè un articulu di big-bicket oghje è duvemu cunsiderà tutte l'opzioni per risponde à a crescente dumanda di l'alimentariu, chì hè prevista per un aumentu di 60% da u 2050. U guvernu di Singapore s'hè impegnatu à risponde à u 30% di i so bisogni nutrizionali. per u 2030 in u so "30 di 30"Obiettivu di sicurità alimentaria. Singapore ùn manca di risorse di terra sustanziali per l'agricultura tradiziunale, cusì i prucessi di produzzione di proteine ​​​​à alta densità anu da esse presente in u futuru paisaghju di sicurezza alimentaria di Singapore. Ancu s'è u guvernu di Singapore hà annunziatu sta decisione prima di COVID-19, a pandemia hà rinfurzatu l'idea di sicurità alimentaria per u mainstream.

Ci era assai poca carenza in Singapore - l'unica carenza chì aghju nutatu era una mancanza di pumati in scatola per un pocu tempu è u mo amplificatore di tamburinu ùn hè ancu statu furnitu! Quessi sò solu inconvenienti minori. Tuttavia, u spettru di a penuria di l'alimentariu ùn hè micca bè cù u singaporanu mediu, per quessa, a prova futura di pruvisti alimentari hè una mossa intelligente.

Cumu si compara sta fonte di prutezione cù l'alimentu tradiziunale di l'animali ? E puderebbe dì cumu questu prucessu puderia esse usatu cum'è parte di una suluzione innovativa per u cunsumu di l'alimentariu in l'omu?

Hè paragunatu bè cù l'alimentu tradiziunale di bestiame. À a mo fine, intende di sviluppà un prucessu unicu è migliuratu chì hè adattatu à i bisogni di Singapore. Avà, urigginariamente intende di sviluppà stu prucessu per l'alimentazione di l'animali. Sapete, ci hè sempre una grande barriera suciale per superà prima chì a ghjente manghjarà a proteina bacteriana, è certi prublemi tecnichi per risolve, cum'è i livelli di l'acidu nucleicu. Allora, un passu à tempu. Intantu, ci hè assai scienza fresca da fà. Credu chì ci sò qualchi aspetti spiciali di u metabolismu d'alta pressione chì portanu benefici unichi à u pruduttu finale, chì avarà qualità di salute è prebioticu. Manteneraghju questi vicinu à u mo pettu per avà.

L'ISC-IIASA Sistemi alimentari resistenti U rapportu trova chì "alimentà una pupulazione in crescita è più ricca richiederà aumenti di a produtividade è a diversità di i culturi è di l'allevamentu" è chì "l'innuvazione focalizata nantu à l'apertura di fonti alimentari novi è alternative deve esse mantenuta è accelerata", chì caderia in linea cù i novi tecniche cum'è l'alimentariu da u metanu.

Ma pudemu suppone chì questu alimentu da u prucessu di metanu aumenterebbe veramente a resistenza di i sistemi alimentari, cunziddi chì pò ancu rinfurzà a nostra dipendenza da u gasu naturale? Inoltre, se stu prucessu hè allargatu, puderia riduce significativamente a dumanda di terra per cultivà l'alimentu per u bestiame, ma ùn aumentarebbe ancu considerablemente l'emissioni di diossidu di carbonu ?

Grandi dumande. À u vostru primu, cum'è l'aghju citatu, inizialmente suggerisce l'usu di metanu da risorse rinnuvevuli chì u metanu hè di origine biogena è hè fattu da organismi unicellulari metanogenichi chjamati Archaea. E ancu quì, induve ùn ci hè micca megliu usu per questu, cum'è a generazione di calore o elettricità. Ancu se i flussi di rifiuti di metanu non biogenici sò cumpatibili, ùn aghju micca previstu stu tipu di produzzione alimentaria cum'è un mutore di a produzzione o l'utilizazione petrochimica.

À a vostra seconda dumanda, secondu u Panel Intergovernmental on Climate Change (IPCC), a capacità di forza radiativa di u metanu hè finu à 86 volte più altu ch'è per u diossidu di carbonu. Dunque, a cunversione di metanu à diossidu di carbonu hè una prospettiva megliu per u nostru clima. Proponi l'usu di flussi di rifiuti chì hè un usu sensibule di e nostre risorse, è u metanu d'origine biogenica hè una risorsa rinnuvevule.

U Summit di i Sistemi Alimentari di e Nazioni Unite hà u scopu di sistemi alimentari più sani, più sustinibili è più equitati, dunque credemu chì i "pros superano i cuntrariu" per stu metudu, è dunque puderia, frà altre tecniche innovative, aiutà à ottene u Sviluppu Sostenibile. Obiettivi?

Assolutamente, ùn hè micca un brainer. I flussi di rifiuti gasosi sò un modu grandile per fà a proteina perchè sò faciuli di cuntrullà, sò relativamente homogeni è faciuli di sterilizà. Per ùn dì chì sti prucessi sò assai densità. Per esempiu, i densità di pruduzzione chì pudete generà cù a cunversione metanogenica sò 4kg m³ h^-1. Hè 4 kilogrammi di biomassa in un metru cubu ogni ora! Per mette questu in perspettiva, i tanki IBC (contenituri bulk intermedi) chì pudete avè vistu menti nantu à i siti industriali sò circa un metru cubicu. Hè l'equivalente di una vacca, o meza tonna di biomassa, in circa cinque ghjorni! Per allevà u vacche, ci vole circa 18 mesi è esige circa un acre di terra. Quessi sò solu numeri chì facenu u studiu valenu a pena. Ma aghjunghje à questu una mansa di benefici ambientali cù u fattu chì hè una fonte di proteina etica, pensu chì face una tecnulugia assai convincente.

Cum'è un scientist, chì vulete chì i pulitici capiscenu per fà i nostri sistemi alimentari più resistenti?

Mi piacerebbe chì i pulitici capiscenu chì avemu bisognu di agisce rapidamente per permette una transizione à sistemi alimentari più resistenti. Avemu bisognu di superà parechje barriere culturali per ottene sistemi di pruduzzione alimentaria megliu. A pulitica deve esse flessibile è di supportu, è i fondi prioritari per a ricerca di punta anu da esse dispunibuli, preferibbilmente in un modu chì sustene in modu più efficace i ricercatori junior è mid-carrier.

U duttore Jamie Hinks
U duttore Jamie Hinks hè un ricercatore principale Fellow à u Centru di Singapore per l'Ingegneria di e Scienze di a Vita Ambientale (SCELSE), finanziatu da u guvernu di Singapore (a Fundazione Naziunale di Ricerca, u Ministeru di l'Educazione, l'Università Tecnologica di Nanyang è l'Università Naziunale di Singapore). Prima hà occupatu a pusizione di Ricercatore Senior Fellow à SCELSE. Prima di quessa, u duttore Hinks era un ricercatore Fellow à l'Università Tecnologica di Nanyang in Singapore.

@jamiehinks5

Image par Megumi Nachev on Unplays