KAIST представляет завод по производству микробных клеток для производства экологически чистых продуктов питания и косметических красителей

Несмотря на десятилетия роста мирового населения, глобальный продовольственный кризис, похоже, снова близок, поскольку производительность продуктов питания серьезно снижается из-за длительного присутствия аномальных погодных условий из-за усиления изменения климата, а глобальная цепочка поставок продовольствия ухудшается из-за международных конфликтов, таких как обостряющиеся войны. нехватка продовольствия и неравенство в питании во всем мире. Однако в то же время по мере роста осведомленности об окружающей среде и устойчивом развитии не без иронии наблюдается рост спроса на более экологичные и качественные продукты питания и косметические товары. В такое время микроорганизмы привлекают внимание как ключ, способный справиться с этой парой, казалось бы, далеких проблем.

KAIST (президент Ли Кван Хён) объявил 26 числа, что Кён Рок Чой, профессор-исследователь Центра биопроцессов, и Сан Юп Ли, заслуженный профессор кафедры химической и биомолекулярной инженерии, опубликовали статью под названием «Метаболическая инженерия Микроорганизмы для производства продуктов питания и косметики» по приглашению журнала «Nature Reviews Bioengineering» для публикации в Интернете, опубликованной журналом Nature после рецензирования.

※ Название доклада: Системная метаболическая инженерия микроорганизмов для производства продуктов питания и косметики.

※ Информация об авторе: Кён Рок Чой (первый автор) и Сан Юп Ли (автор, ответственный за переписку)

Системная метаболическая инженерия — это область исследований, основанная заслуженным профессором Санг Юп Ли из KAIST с целью более эффективного развития фабрик по производству микробных клеток, основного фактора биоиндустрии следующего поколения, призванного заменить существующую химическую промышленность, которая в значительной степени зависит от нефти. Применяя системную метаболическую инженерную стратегию, исследователи разработали ряд высокопроизводительных фабрик микробных клеток, которые производят разнообразные пищевые и косметические соединения, включая натуральные вещества, такие как соединения гема и цинка, протопорфирина IX, которые могут улучшить вкус и цвет синтетического мяса. , ликопин и β-каротин, которые являются функциональными природными пигментами, которые могут широко использоваться в продуктах питания и косметике, и метилантранилат, соединение, полученное из винограда, широко используемое для придания виноградного вкуса в производстве продуктов питания и напитков.

В этой статье, написанной по приглашению Nature, исследовательская группа рассмотрела замечательные случаи фабрики микробных клеток, которая может производить аминокислоты, белки, жиры и жирные кислоты, витамины, ароматизаторы, пигменты, спирты, функциональные соединения и другие пищевые добавки, используемые в различных продуктах питания. и косметика, а также компании, которые успешно коммерциализировали эти материалы, полученные из микробов. Кроме того, в документе организованы и представлены стратегии системной метаболической инженерии, которые могут стимулировать развитие промышленных заводов по производству микробных клеток, которые могут производить более разнообразные пищевые и косметические соединения экологически чистым способом. с экономической целесообразностью.

Например, производя белки или аминокислоты с высокой пищевой ценностью из несъедобной биомассы, используемой в качестве корма для животных или удобрения в процессе микробной ферментации, это будет способствовать увеличению производства и стабильным поставкам продовольствия во всем мире. Кроме того, способствуя разработке более жизнеспособной альтернативы мясу, дальнейшему снижению зависимости от животного белка, он также может способствовать сокращению выбросов парниковых газов и загрязнения окружающей среды, возникающих в результате животноводства или рыбоводства.

Кроме того, в различные продукты питания широко добавляют ванилин или метилантранилат, придающие ванильный или виноградный вкус, но натуральные продукты, выделенные и очищенные из растений, имеют низкую производительность и высокую себестоимость, поэтому в большинстве случаев нефтехимические вещества, полученные из В пищу добавляют ванилин и метилантраниловую кислоту. Эти материалы также можно производить экологически чистым и безопасным для человека методом, заимствуя энергию микроорганизмов.

Этические и ресурсные проблемы, которые возникают при производстве таких соединений, как кальмин (пигмент кошенили), краситель, добавляемый в различные косметические средства и продукты питания, такие как красная помада и молоко со вкусом клубники, которые необходимо экстрагировать из кошенильных насекомых, живущих только в определенных кактусах. а гиалуроновую кислоту, которая широко используется в качестве пищевой добавки, но присутствует только в жирных кислотах омега-3, извлеченных из печени акулы или рыбы, также можно решить, если ее производить экологически чистым способом с использованием микроорганизмов.