انقلاب غذایی برای جایگزینی گوشت؛ آیا حاضرید برای تامین پروتئین میکروب بخورید؟

با افزایش تقاضای جهانی برای غذا، نیاز به جایگزین‌های گوشتی پایدار هرگز به اندازه‌ی اکنون مهم نبوده است. محققان در حال بررسی راه‌حل‌های نوآورانه، از جمله فناوری‌های میکروبی پیشرفته، برای ایجاد گزینه‌های سازگار با محیط زیست و مغذی هستند که می‌تواند رژیم غذایی ما را متحول و به مبارزه با تغییرات اقلیمی کمک کند.

غذا یا گوشت پایدار یا پایداری غذا به معنای تولید، توزیع و مصرف غذا به گونه‌ای است که منابع طبیعی (مثل آب، خاک و انرژی) از دست نرود، محیط زیست آسیب نبیند، تنوع زیستی حفظ و نیازهای غذایی نسل‌های کنونی و آینده تأمین شود.

شرکتی آمریکایی به نام لانزاتک (LanzaTech) که در زمینه‌ی جذب گازهای زباله‌های صنعتی فعالیت می‌کند، اکنون در حال ورود به صنایع غذایی است. لانزاتک که قبلاً به دلیل نوآوری‌های خود در تولید سوخت و مواد شیمیایی شناخته می‌شد، به جنبش رو‌به‌‌رشد کسب‌وکارهایی می‌پیوندد که در حال ساخت غذاهای مبتنی بر میکروب به عنوان جایگزین‌های پایدار برای محصولات سنتی مشتق‌شده از گیاه و حیوان هستند. تغییر تمرکز برای استفاده از میکروب‌ها برای تولید غذا به حل مشکلاتی مانند پایداری غذا کمک می‌کند و در‌عین‌حال گزینه‌های جدید و متنوعی را برای آنچه می‌خوریم، ارائه می‌دهد.

سیستم غذایی جهانی در‌حال‌حاضر تقریباً ۲۵ تا ۳۵ درصد از کل انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از فعالیت‌های انسانی را به خود اختصاص می‌دهد که بخش چشمگیری، از کشاورزی حیوانی ناشی می‌شود. ساخت منابع غذایی جایگزین راهی برای حفظ جمعیت رو‌به‌رشد جهانی و همچنین کاهش آلودگی آب‌و‌هوا ارائه می‌دهد.

جنیفر هولمگرن، مدیرعامل شرکت لانزاتک، معتقد است که تغییرات اقلیمی با ایجاد شرایط آب‌و‌هوایی غیرمعمول و پیش‌بینی‌ناپذیر، تولید غذا را با چالش‌های بیشتری مواجه می‌کند. تخصص فعلی شرکت لانزاتک، جذب گازهای زائد و تبدیل آن‌ها به اتانول، امروزه بیشتر در مکان‌هایی مانند کارخانه‌های فولاد و محل‌های دفن زباله استفاده می‌شود؛ با‌این‌حال رویکرد نوآورانه شرکت ممکن است الهام‌بخش راه‌حل‌هایی برای پرداختن به پایداری مواد غذایی در مواجهه با تغییرات اقلیمی باشد.

فرآیندی که شرکت لانزاتک برای تولید اتانول استفاده می‌کند، توسط باکتری منحصر‌به‌فردی که به‌طور طبیعی در سیستم گوارشی خرگوش‌ها یافت می‌شود، انجام می‌گیرد. لانزا‌تک این میکروب‌ها را در راکتورهای تخصصی پرورش می‌دهد و آن‌ها را با رژیمی از گازهایی مانند مونوکسید‌کربن، دی‌اکسید‌کربن و هیدروژن تغذیه می‌کند. میکروب‌ها با رشد، اتانول تولید می‌کنند که می‌توان از آن به عنوان پیش‌ماده در فرآیندهای شیمیایی بعدی برای تولید مواد ارزشمند مانند اتیلن یا سوخت استفاده کرد.

یکی از محصولات جانبی فرآیند تولید اتانول در شرکت لانزاتک، هزاران میکروب اضافی است. در کارخانه‌های شرکت لانزاتک که در آن اتانول محصول اولیه است، اپراتورها معمولاً باید باکتری‌ها را از راکتورها جمع‌آوری کنند، زیرا آن‌ها در طول زمان تکثیر می‌شوند و شرایط بهینه با جمع‌آوری مازاد میکروب‌ها حفظ می‌شود. هنگامی که باکتری‌های اضافی برداشت و خشک می‌شوند، پودر حاصل دارای پروتئین بالایی است. برخی از کارخانه‌های کشور چین که از فناوری لانزاتک استفاده می‌کنند، پودر پروتئین میکروبی را برای تغذیه‌ی ماهی، طیور و خوک می‌فروشند.

درحال‌حاضر لانزاتک در حال گسترش تلاش‌های خود است. لانزاتک میکروب جدیدی به نام کوپریاوایدس نکیتر (Cupriavidus necator) را شناسایی کرده است که در خاک و آب یافت می‌شود و چیزی شبیه به ماشین پروتئین است. این شرکت می‌گوید که پس از رشد، برداشت و خشک‌کردن میکروب‌ها، پودر حاصل از این میکروب بیش از ۸۵ درصد پروتئین است و می‌توان آن را به انواع محصولات غذایی، چه برای انسان و چه حیوانات، استفاده کرد.

طبق گزارش موسسه‌ی گودفود (Good Food)، نهاد کانون فکر متخصص در پروتئین‌های جایگزین، تقریباً ۸۰ شرکت در سراسر جهان، محصولات غذایی را از طریق تخمیرِ زیست‌توده تولید می‌کنند؛ بدین معنی که به‌جای استفاده از میکروب‌ها برای تبدیل عناصر، مانند آنچه در تولید آبجو یا پنیر رخ می‌دهد، خود میکروب‌ها بخش اصلی محصول نهایی را تشکیل می‌دهند

آدام لمان، دانشمند اصلی تخمیر در مؤسسه‌ی گودفود، می‌گوید شناخته‌شده‌ترین نوآوری‌ها در زمینه‌ی تحقیق و توسعه‌ی تولید مواد غذایی جایگزین با بهره‌گیری از میکروب‌ها از دهه‌ی ۱۹۸۰ آغاز شده و بر پایه‌ی استفاده از قارچ‌های میسلیوم شکل گرفت.

به گفته‌ی لمان، استارت‌آپ‌های دیگری نیز در حال بررسی گزینه‌های غذایی جایگزین هستند، مانند Air Protein و Calysta در ایالات متحده و Solar Foods در اروپا. او خاطرنشان می‌کند که ورود لانزاتک به این بخش، با توجه به تخصص گسترده‌ی این شرکت در کشت میکروب‌ها و رآکتورهای عملیاتی، برای صنعت غذای جایگزین، به‌شکل ویژه‌ای امیدوارکننده است.

به گفته‌ی هولمگرن، تولید غذا با استفاده از میکروب‌ها به زمین و آب کمتری نیاز دارد و در مقایسه با بسیاری از منابع پروتئینی سنتی، به‌ویژه منابعی که اثرات زیست‌محیطی بالایی دارند، مانند گوشت گاو، انتشار گازهای آلاینده‌ی کمتری دارد. هرچند غذاهای مبتنی بر میکروب هنوز در مراحل اولیه‌ی ساخت هستند، یک بررسی جدید نشان داد که غذاهای مبتنی بر مایکوپروتئین (محصولاتی مانند Quorn، ساخته شده از قارچ‌های میسلیوم) عموماً انتشار گازهای گلخانه‌ای کمتری یا مشابه با محصولات پروتئینی گیاهی دوستدار سیاره دارند، مانند آن‌هایی که از ذرت و سویا تولید می‌شوند.

لانزاتک با ماتسون (Mattson)، شرکت متخصص در توسعه‌ی مواد غذایی، برای ایجاد نمونه‌ی اولیه محصولات کار می‌کند. به گفته‌ی هولمگرن، در یکی از آزمایشات، ماتسون از محصول پروتئینی به عنوان جایگزینی برای آرد برای تهیه نان استفاده کرد. با‌این‌حال، او خاطرنشان می‌کند که هنوز طعم نان را نچشیده است، زیرا این شرکت فعلاً در مرحله‌ی اخذ گواهینامه مورد نیاز از سازمان غذا و داروی ایالات متحده است.

تلاش‌های لانزاتک برای تولید محصولات غذایی مبتنی بر پروتئین هنوز در مراحل اولیه است. در‌حال‌حاضر، شرکت لانزاتک یک مرکز آزمایشی در ایلینویز راه‌اندازی کرده که روزانه حدود یک کیلوگرم محصول پروتئین تولید می‌کند. هولمگرن خاطرنشان می‌کند که آن‌ها قصد دارند تا سال ۲۰۲۶ کارخانه‌ی پیش‌تجاری راه‌اندازی کنند که قادر به تولید نیم‌تن محصول در روز باشد که برای تامین نیازهای پروتئینی تقریباً ۱۰هزار نفر کافی است. با نگاهی به آینده، انتظار می‌رود که کارخانه‌ی تجاری در مقیاس کامل، سالانه حدود ۴۵هزار تن محصول پروتئینی تولید کند. هولمگرن تأکید می‌کند: «هدف من اطمینان از وجود پروتئین کافی برای جهان است.»