Cómo se pueden producir proteínas sin necesidad de la cría de animales o el cultivo.
Tecnologías para la producción de proteínas: Nuevas formas de alimentar a la población mundial
19.05.2020
- Alemania
Las proteínas forman una parte esencial de la nutrición humana. Hasta ahora, las hemos consumido generalmente en la carne, en productos animales como la leche y los huevos, o incluso en las plantas. La producción, especialmente a través de la ganadería, demanda inmensos recursos y causa serios problemas ambientales. Un equipo de investigación de la Universidad de Tubinga dirigido por el biotecnólogo medioambiental, el profesor Lars Angenent del Centro de Geociencias Aplicadas, ha llevado a cabo una investigación teórica sobre cómo se podría abastecer de proteínas a la creciente población mundial sin la agricultura convencional. Utilizando el enfoque de "potenciación de las proteínas", en el que las proteínas se producen directamente con ingredientes básicos recuperados, como el dióxido de carbono y el amoníaco, por medio de la biotecnología, el equipo está debatiendo consideraciones teóricas, los métodos industriales de producción de proteínas existentes y las estimaciones para lograr este objetivo. En su artículo de revisión publicado en la revista científica Joule, el equipo llega a la conclusión de que un sistema electroquímico y biotecnológico combinado podría ser capaz de suministrar cantidades considerables de proteínas para el consumo humano con un consumo de energía comparativamente bajo.
"Estamos en una crisis compleja con la actual producción de alimentos", dice Lars Angenent. "La ganadería para la producción de proteína animal en particular consume mucha tierra, combustibles fósiles, fósforo y agua. También genera enormes cantidades de emisiones que dañan el clima". La producción de proteínas animales es cara e inasequible para muchas personas, especialmente en los países muy pobres. Por lo tanto, el objetivo de Angenent es hacer que la producción de proteínas sea barata, e integrarla en una economía de reciclaje sostenible que no requiera combustibles fósiles.
Seres vivos versátiles
Las proteínas consisten principalmente en los elementos químicos carbono, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno. Sin embargo, el propio cuerpo humano no es capaz de formar todos los componentes proteínicos a partir de compuestos simples, por lo que tenemos que asimilarlos con nuestra comida. La síntesis química sería muy compleja. Sin embargo, hay microbios unicelulares que producen naturalmente grandes cantidades de proteínas con una composición que es nutritiva para los humanos, especialmente levadura y hongos. Angenent señala que los investigadores, incluido él mismo y el líder del grupo de investigación de Tubinga, el Dr. Bastian Molitor, han vinculado los procesos electroquímicos y biológicos de diferentes maneras en los procesos de potenciación de las proteínas. Pero él dice que el enfoque en Tübingen está en cuán eficientes son los procesos individuales y si son adecuados para nuestros propósitos. El equipo de Tübingen se está concentrando en procesos que no requieren energía lumínica o que involucran microbios genéticamente modificados. Por ejemplo, la energía de la electricidad puede ser usada electroquímicamente para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno. Ciertas bacterias pueden entonces oxidar el hidrógeno en agua y utilizar la energía liberada para convertir el dióxido de carbono y el amoníaco en otras sustancias orgánicas que forman los bloques de construcción de las proteínas. Algunos de los productores de proteínas, como la levadura y algunos hongos, pueden ser consumidos directamente por los humanos.
Ideas y enfoques
recogidos En los años 60, los investigadores empezaron a pensar en cómo se podían producir proteínas en forma de dióxido de carbono y amoníaco a partir de las excreciones humanas. "Allí, la idea era crear una economía de reciclaje de circuito cerrado a pequeña escala para enviar a la gente en una larga misión espacial", dice Angenent. La primera experiencia industrial con la producción de proteínas a partir de sustancias simples y energía provino de la producción de sustitutos de la carne. "Hemos probado ideas y enfoques para un rápido desarrollo práctico y vemos un gran potencial en ellos. Según un estudio, sólo se necesita alrededor del 2,5 por ciento de toda la energía generada para alimentar a las personas en todo el mundo con proteínas producidas mediante métodos de conversión de energía en proteínas", dice.
Sin embargo, una estrategia de este tipo requeriría un replanteamiento radical de los procesos de producción. En el camino hacia una economía de reciclaje sostenible, el científico dice que la humanidad necesita más oportunidades para generar energía renovable y una infraestructura para capturar y almacenar el dióxido de carbono, el gas que ahora se conoce más comúnmente como un producto de desecho nocivo. Lo más importante es que se debe fortalecer económicamente a los agricultores para que se concentren en la producción sostenible de trigo, hortalizas, frutas, nueces y otros productos que reemplazan a las proteínas, a la vez que cuidan de la naturaleza.
"Estamos en una crisis compleja con la actual producción de alimentos", dice Lars Angenent. "La ganadería para la producción de proteína animal en particular consume mucha tierra, combustibles fósiles, fósforo y agua. También genera enormes cantidades de emisiones que dañan el clima". La producción de proteínas animales es cara e inasequible para muchas personas, especialmente en los países muy pobres. Por lo tanto, el objetivo de Angenent es hacer que la producción de proteínas sea barata, e integrarla en una economía de reciclaje sostenible que no requiera combustibles fósiles.
Seres vivos versátiles
Las proteínas consisten principalmente en los elementos químicos carbono, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno. Sin embargo, el propio cuerpo humano no es capaz de formar todos los componentes proteínicos a partir de compuestos simples, por lo que tenemos que asimilarlos con nuestra comida. La síntesis química sería muy compleja. Sin embargo, hay microbios unicelulares que producen naturalmente grandes cantidades de proteínas con una composición que es nutritiva para los humanos, especialmente levadura y hongos. Angenent señala que los investigadores, incluido él mismo y el líder del grupo de investigación de Tubinga, el Dr. Bastian Molitor, han vinculado los procesos electroquímicos y biológicos de diferentes maneras en los procesos de potenciación de las proteínas. Pero él dice que el enfoque en Tübingen está en cuán eficientes son los procesos individuales y si son adecuados para nuestros propósitos. El equipo de Tübingen se está concentrando en procesos que no requieren energía lumínica o que involucran microbios genéticamente modificados. Por ejemplo, la energía de la electricidad puede ser usada electroquímicamente para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno. Ciertas bacterias pueden entonces oxidar el hidrógeno en agua y utilizar la energía liberada para convertir el dióxido de carbono y el amoníaco en otras sustancias orgánicas que forman los bloques de construcción de las proteínas. Algunos de los productores de proteínas, como la levadura y algunos hongos, pueden ser consumidos directamente por los humanos.
Ideas y enfoques
recogidos En los años 60, los investigadores empezaron a pensar en cómo se podían producir proteínas en forma de dióxido de carbono y amoníaco a partir de las excreciones humanas. "Allí, la idea era crear una economía de reciclaje de circuito cerrado a pequeña escala para enviar a la gente en una larga misión espacial", dice Angenent. La primera experiencia industrial con la producción de proteínas a partir de sustancias simples y energía provino de la producción de sustitutos de la carne. "Hemos probado ideas y enfoques para un rápido desarrollo práctico y vemos un gran potencial en ellos. Según un estudio, sólo se necesita alrededor del 2,5 por ciento de toda la energía generada para alimentar a las personas en todo el mundo con proteínas producidas mediante métodos de conversión de energía en proteínas", dice.
Sin embargo, una estrategia de este tipo requeriría un replanteamiento radical de los procesos de producción. En el camino hacia una economía de reciclaje sostenible, el científico dice que la humanidad necesita más oportunidades para generar energía renovable y una infraestructura para capturar y almacenar el dióxido de carbono, el gas que ahora se conoce más comúnmente como un producto de desecho nocivo. Lo más importante es que se debe fortalecer económicamente a los agricultores para que se concentren en la producción sostenible de trigo, hortalizas, frutas, nueces y otros productos que reemplazan a las proteínas, a la vez que cuidan de la naturaleza.
SEMSEMS/Pixabay
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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