Il KAIST e la startup SilicoBio inaugurano l’era degli alimenti microbici su scala industriale
Stanno proponendo strategie di crescita per il mercato delle proteine di nuova generazione
La questione non è più se sia possibile produrre alimenti di origine microbica. La domanda ora è: chi riuscirà per primo a trasformarli in un settore industriale? I ricercatori del KAIST hanno analizzato in modo approfondito le condizioni necessarie affinché l’industria degli alimenti di origine microbica abbia successo in termini di produzione, mercati e normative, e hanno proposto strategie di crescita per l’industria delle proteine di nuova generazione.
Il KAIST (Presidente Choongsik Bae) ha annunciato il 31 luglio che un gruppo di ricerca guidato dal professore emerito Sang Yup Lee del Dipartimento di Ingegneria Chimica e Biomolecolare, insieme ai ricercatori di SilicoBio, una startup fondata da docenti del KAIST, ha analizzato in modo approfondito le condizioni necessarie affinché l’industria alimentare microbica abbia successo in termini di produzione, ingresso nel mercato e adeguamento normativo, e ha presentato una strategia di industrializzazione e una roadmap.
Questo studio è significativo in quanto non ha sviluppato un nuovo microrganismo o una nuova tecnologia di produzione, ma ha invece analizzato sistematicamente le sfide chiave legate al collegamento delle tecnologie di base sviluppate in laboratorio con l’industria reale. In particolare, presentando una prospettiva integrata che abbraccia la preparazione alla produzione, le strategie di ingresso sul mercato e le risposte normative, lo studio propone una direzione per lo sviluppo degli alimenti microbici che va oltre l’industria delle proteine di nuova generazione, verso una futura piattaforma di bio-produzione. Si prevede che funga da importante pietra miliare per rafforzare la competitività nazionale nel settore della bio-produzione e promuovere l’industria alimentare sostenibile a livello globale.
I ricercatori hanno osservato che la concorrenza nel settore degli alimenti di origine microbica si sta spostando dalla produttività a livello di laboratorio alla prontezza per la produzione. Hanno identificato l’approvvigionamento stabile di materie prime e il controllo di qualità, il controllo e la garanzia di sicurezza dei microrganismi non modello, la riduzione dei costi di lavorazione a valle e la conformità normativa per il riciclaggio dei sottoprodotti come fattori chiave che determineranno il ritmo della commercializzazione. Per «prontezza produttiva» si intende il livello al quale una tecnologia di laboratorio può essere prodotta in modo affidabile su scala industriale. I microrganismi non modello sono microrganismi con elevato potenziale industriale ma con un’infrastruttura di ricerca accumulata insufficiente. Per lavorazione a valle si intendono i processi di separazione, purificazione, concentrazione ed essiccazione dei componenti target dopo la fermentazione.
I ricercatori hanno sottolineato in particolare che la competitività futura dipenderà meno dall’eccellenza di una singola tecnologia e più dalla capacità di costruire piattaforme di produzione integrate. Per piattaforma di produzione integrata si intende un sistema produttivo che gestisce l’intero processo come un unico quadro interconnesso, dallo sviluppo dei ceppi e dalla fermentazione su larga scala alla purificazione, al controllo di qualità e alla formulazione del prodotto. Anche per lo stesso prodotto alimentare microbico, la scelta della materia prima può incidere sui costi di pretrattamento e sulla variabilità della qualità, mentre la scelta del ceppo e del processo di fermentazione può influenzare notevolmente i costi di produzione, il consumo energetico e la qualità del prodotto. I ricercatori hanno quindi concluso che la competitività industriale futura dipenderà dalla rapidità con cui le aziende riusciranno a costruire piattaforme di produzione in grado di ottimizzare questi fattori in modo integrato.
Dal punto di vista del mercato, i ricercatori hanno inoltre individuato le condizioni necessarie affinché l’industria alimentare microbica abbia successo. Sulla base di sondaggi tra i consumatori e di casi di studio del settore, hanno riscontrato che gli alimenti microbici non possono affermarsi semplicemente ponendo l’accento sulla sostenibilità ambientale. I consumatori attribuiscono importanza al gusto, alla consistenza, alla familiarità e alla sicurezza, mentre i produttori alimentari apprezzano la funzionalità applicabile ai prodotti reali. Le aziende e gli investitori, dal canto loro, ritengono particolarmente importanti la prevedibilità delle procedure di approvazione normativa e la rapidità di ingresso sul mercato. In altre parole, il mercato degli alimenti microbici è entrato in una fase industriale in cui vengono valutate congiuntamente non solo la tecnologia, ma anche la capacità di sviluppo dei prodotti e la preparazione normativa.
I ricercatori hanno inoltre sostenuto che gli alimenti microbici non dovrebbero essere considerati semplicemente come un settore delle proteine alternative. Hanno suggerito che gli alimenti microbici abbiano il potenziale per diventare una piattaforma fondamentale per ingredienti alimentari funzionali basati sulla fermentazione di precisione, biomateriali ad alto valore aggiunto e bio-produzione circolare. La fermentazione di precisione è una tecnologia che utilizza microrganismi per produrre in modo selettivo proteine specifiche o sostanze funzionali. La biofabbricazione circolare si riferisce a un sistema di produzione sostenibile che utilizza sottoprodotti e risorse rinnovabili per produrre nuovi prodotti a base biologica. Ciò significa che gli alimenti microbici potrebbero diventare non solo una futura fonte alimentare, ma anche un nuovo sistema di produzione che collega le industrie globali dell’alimentazione, dei materiali e della biofabbricazione.
La strategia di industrializzazione proposta in questo studio è inoltre strettamente allineata alla direzione aziendale di SilicoBio, che ha partecipato alla ricerca congiunta. Sulla base della strategia di preparazione alla produzione presentata nello studio, SilicoBio sta lavorando alla creazione di una piattaforma che colleghi le proteine microbiche e gli ingredienti alimentari funzionali alla fermentazione su scala industriale, allo scale-up e allo sviluppo dei prodotti. Per “scale-up” si intende il processo di espansione della produzione dalla scala di laboratorio a quella industriale.
Il professore emerito Sang Yup Lee del KAIST ha affermato: «Man mano che la concorrenza globale nel campo della biologia sintetica e della biofabbricazione si intensifica, gli alimenti di origine microbica stanno diventando un settore chiave che plasmerà la competitività nazionale nella biofabbricazione, andando oltre il semplice approvvigionamento alimentare futuro». Ha aggiunto: «In futuro, la competitività sarà determinata dalla rapidità con cui riusciremo a costruire un ecosistema di industrializzazione che colleghi le tecnologie di base alla produzione reale e ai mercati».
Un rappresentante di SilicoBio ha dichiarato: «Il nostro obiettivo è collegare la strategia di industrializzazione proposta in questo studio alla produzione e alla commercializzazione effettive», aggiungendo: «Realizzeremo una piattaforma in grado di produrre in modo stabile alimenti di nuova generazione a base microbica e biomateriali funzionali».
Questo studio, con Seok Yeong Jung, dottorando presso il Dipartimento di Ingegneria Chimica e Biomolecolare, come primo autore e ricercatori di SilicoBio in qualità di coautori, è stato pubblicato il 17 luglio sulla rivista internazionale One Earth (Impact Factor 15,3, top 2,07% secondo il JCR).
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Inglese può essere trovato qui.
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