Pegue um pouco de dióxido de carbono, hidrogênio e oxigênio, além de eletricidade de fontes renováveis - uma bactéria e fermento de padeiro precisam de pouco mais para produzir proteínas para nutrição humana e a vitamina B9 essencial em um sistema de biorreator de laboratório convencional. Este foi o resultado alcançado por uma equipe de pesquisa liderada pelo Professor Lars Angenent da Environmental Biotechnology na Universidade de Tübingen durante o desenvolvimento posterior de seu sistema power-to-protein. O novo produto proteico com folato B9 pode servir como uma base vegana para substitutos de carne, potencialmente oferecendo uma maneira de longo prazo e ecologicamente correta de alimentar uma crescente população mundial. O estudo foi publicado na Trends in Biotechnology.
Embora muitos micróbios sejam visualmente pouco espetaculares, eles podem produzir uma grande variedade de substâncias que os humanos podem usar, por exemplo, na produção de cerveja, vinho e queijo. “Nós já desenvolvemos uma tecnologia de energia para proteína. Ela utiliza dois micróbios diferentes em sucessão: uma bactéria Clostridium reduziu o dióxido de carbono com hidrogênio sob exclusão de ar para acetato, que o fermento de padeiro, um fungo, então transformou sob fluxo de ar em proteínas”, explica Angenent. Esta primeira etapa só funcionou, no entanto, se os micróbios fossem supridos com vitaminas específicas, como B9. “Os humanos não conseguem viver apenas de proteínas”, diz Angenent. “Então queríamos produzir B9 ao mesmo tempo.” O objetivo não é alimentar mais vitaminas no processo do que ele produz.
Bactéria frugal
Junto com sua equipe, Angenent substituiu a bactéria Clostridium do primeiro passo pela bactéria Thermoanaerobacter kivui, que é mais frugal e pode formar o folato necessário na produção de acetato. No segundo passo, o fermento de padeiro produziu grandes quantidades de folato. Já se sabia que o fermento de padeiro pode produzir folato a partir do açúcar. “Ele também faz isso com aproximadamente a mesma quantidade de acetato que o material básico, nossos experimentos mostram. Como não estamos mais adicionando vitamina B9, temos certeza de que ela é produzida no processo”, diz ele. Cerca de seis gramas do fermento, produzido e seco, seriam suficientes como uma dose diária de vitamina B9 para um humano. As medições de vitamina dos experimentos foram tratadas por uma equipe liderada pelo professor Michael Rychlik da TU Munich, um dos coautores do estudo.
“Nosso produto ainda não é um alimento acabado, mas a indústria alimentícia pode usá-lo para desenvolver alimentos”, diz Angenent. Antes do consumo, as substâncias que podem dar origem à gota primeiro precisam ser removidas da levedura. Além disso, o pequeno sistema de biorreator do laboratório terá que ser convertido em plantas de escala muito maior – um processo que pode dar origem a novos problemas. Isso será seguido por estudos de segurança alimentar, bem como análises técnicas e econômicas no mercado para tais produtos.
Pensando em ciclos
Então, até onde Angenent quer levar sua visão de um substituto alimentar? Será que viveremos de pílulas e pastas sintéticas um dia? “Estou principalmente preocupado em reduzir o consumo de carne”, diz ele. “Acredito que os consumidores se acostumarão com novos produtos. Isso também acontece por meio do preço.” O substituto alimentar pode reduzir drasticamente o cultivo de ração animal, bem como as emissões prejudiciais ao meio ambiente da pecuária. No geral, no entanto, ainda mais agricultura será necessária do que antes, então há uma necessidade de expandir a forma de cultivo de safra mais conservante de recursos possível. Além disso, os agricultores terão que ser recompensados financeiramente no futuro pela responsabilidade adicional de proteger o solo e a natureza.
Angenent pensa em ciclos e conexões mais amplas: “A crescente população mundial está ameaçada pela desnutrição, especialmente em países que sofrem com a seca e cujos solos são pobres em nutrientes. Em lugares como este, produtos substitutos, como os nossos, podem melhorar a situação alimentar”, ele diz. “O fato de podermos produzir proteínas e vitaminas ao mesmo tempo em nosso sistema de biorreator a uma alta taxa para produtos vegetarianos e veganos sustentáveis sem uso significativo de terra é um grande passo em direção a essa meta.”
Publicação:
Lisa Marie Schmitz, Nicolai Kreitli, Lisa Obermaier, Nadine Weber, Michael Rychlik e Largus T. Angenent: Power-to-vitamins: produzindo folato (vitamina B9) a partir de energia elétrica renovável e CO2 com um sistema de proteína microbiana. Tendências em Biotecnologia, https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2024.06.014
