W poszukiwaniu nowych źródeł białka
Tradycyjna dieta w naszej części świata opiera niemal każdy obiad na mięsie. Wiemy już jednak, że nie jest to scenariusz ani zdrowy, ani korzystny dla Ziemi. Co więcej, nie da się wyżywić ośmiu bilionów ludzi na świecie hodując krowy, trzodę chlewną i drób. Nowe, ekologiczne i zdrowe źródła białka stały się więc priorytetem współczesnego sektora spożywczego.
Zachowanie pełnego zdrowia bez konsumpcji mięsa jest możliwe – dowodzi tego praktykowana od tysięcy lata dieta wegańska. W przypadku strawy w 100% roślinnej problemem staje się jednak takie komponowanie posiłków, aby pokryć zapotrzebowanie organizmu na wszystkich dziewięć niezbędnych aminokwasów, których nie jest on w stanie sam wyprodukować. Najważniejszym celem producentów z branży foodtech jest dziś stworzenie białka pełnowartościowego, pod względem odżywczym równego wołowinie czy drobiowi, a idealnie nawet zdrowszego. Jednocześnie chodzi o produkt, który będzie można produkować stosunkowo niskim kosztem, bez degradacji środowiska i niezależnie od zmiany klimatu. Jakie są możliwości?
Roślinne źródła białka
Spośród wszystkich roślin jedynie ziarna soi zawierają wszystkie niezbędne człowiekowi aminokwasy. Jednego – metioniny – jest w nich jednak zbyt mało i dlatego specjaliści ds. żywienia traktują produkty sojowe jako mniej wartościowe niż białka pochodzenia zwierzęcego. Nadmierna konsumpcji soi wiąże się też z pewnymi zagrożeniami zdrowotnymi, a i sam smak jest dość kontrowersyjny. Jakie są więc alternatywy?
Prace nad roślinnym mięsem obejmują dziś przede wszystkim kompilację izolatów z białek roślin strączkowych. Proteiny grochu, ciecierzycy i fasoli łączone są proteinami pozyskanymi z pszenicy, ryżu czy nawet konopi. Łączy się je z substancjami blokującymi niepożądane aspekty smakowe i polepszającymi ogólną strukturę.
Dokąd zmierza przyszłość? Do produkcji roślinnych białek wykorzystuje się już produkty uboczne z innych procesów wytwórczych, np. wytłoki pozostałe po produkcji oleju rzepakowego. Tym sposobem eliminowane są odpadki i zmniejsza się powierzchnia upraw. Naukowcy próbują też ingerować w kod genetyczny roślin, aby wzbogacić klasyczne plony warzywne i zbożowe w cenne aminokwasy, którym im w stanie naturalnym brakuje.
Mięso produkuje się dziś w laboratoriach z komórek zwierzęcych; fot. tilialucida/Shutterstock
Mięso laboratoryjne
Drugim najważniejszym kierunkiem rozwoju alternatywnych źródeł białka jest rzeczywiste mięso wyhodowane… w laboratorium. Podstawą procesu są rzeczywiste komórki zwierzęce, które rozmnaża się w specjalnych bioreaktorach. Zmieniając medium kultywacyjne naukowcy są w stanie wpłynąć na specjalizację komórek, tak że powstają z nich mięśnie, ścięgna, tłuszcz itd., z których dalej konstruuje się np. steki. Cały proces trwa od 2 do 8 tygodni.
Rezultatem są tkanki konsystencją i smakiem przypominające realną wołowinę, wieprzowinę czy drób, ale nie obciążone balastem ekologicznym, ani antybiotykami i sterydami stosowanymi często w hodowli. Do produkcji laboratoryjnego mięsa wykorzystuje się znacznie mniej surowców, a w przypadku wykorzystania energii ze źródeł odnawialnych można osiągnąć nawet 92-procentową redukcję emisji i 90-procentowe ograniczenie wykorzystania powierzchni.
Tabela przedstawiająca przyszłościowe źródła białka w pożywieniu; opracowanie własne
Produkty fermentacji
W laboratoriach szeroko wykorzystuje się również proces fermentacji, który od wieków dostarcza nam takich produktów jak jogurty, piwo czy sos sojowy. Okazuje się, że zdolność mikroorganizmów do transformacji związków przydaje się również w produkcji białka. Określone typy bakterii i grzybów mogą być wykorzystywane, aby przekształcić odpadki żywnościowe w bogatą w pożądane aminokwasy tkankę.
Precyzyjna fermentacja, bo tak nazywa się proces, może opierać się o surowce roślinne lub pozyskane z banków komórki zwierzęce. W rezultacie może uzyskać substytuty nie tylko mięsa, ale także jajek czy mleka. Produkty końcowe mogą być odpowiednio wzbogacane np. w witaminy. Są przy tym wolne od cholesterolu, antybiotyków czy hormonów, a ich produkcja pozwala zaoszczędzić wodę i energię, redukując znacząco poziom emisji.
Chlorella to przykład wysokobiałkowego produktu pozyskanego z alg, fot. Jiri Hera/Shutterstock
Inne zdrowe źródła białka w pożywieniu
Wysoką zawartością pełnowartościowego i dobrze przyswajalnego białka charakteryzują się owady. Nie w każdej kulturze ich bezpośrednia konsumpcja ma szanse się przyjąć, dlatego naukowcy pracują nad metodami zamiany szarańczy, świerszczy czy muchówek w praktyczne ekstrakty, które np. częściowo zastąpią mąkę w niektórych produktach. Pozbawiając owady chitynowych pancerzy, odnóży czy skrzydeł i wykorzystując różne techniki suszenia oraz odtłuszczania, można uzyskać preparaty o ponad 40-procentowej zawartości czystego białka.
Kolejnym obiecującym źródłem białka dla świata są algi, zarówno te mikroskopijne, jak i większe wodorosty. Naturalnie bogate w aminokwasy oraz zdrowe kwasy tłuszczowe jedzone są w Azji od wieków, ale ich smak oraz poziom przyswajalności w układzie pokarmowym są kontrowersyjne. Stąd też potrzeba rozwoju technologii, które pozwolą ekstrahować i oczyszczać morskie proteiny, a jednocześnie redukować wyrazistość smaku oraz potencjał uczuleniowy.
Ciekawą alternatywą jest również produkcja tzw. mykoprotein z grzybów z rodzaju Fusarium. Tu również wykorzystuje się proces fermentacji, z tym, że jego rezultatem jest biomasa złożona ze strzępków grzyba, które później poddaje się podgrzewaniu, odwirowywaniu i formowaniu w produkt strukturą faktycznie przypominający mięso.
Szacuje się, że rynek alternatywnych źródeł białka w roku 2033 osiągnie już wartość 423 mld dolarów. Nic dziwnego, że coraz więcej firm, zarówno dużych koncernów, jak i innowacyjnych startupów, zgłasza zainteresowanie produkcją protein, które mogą uchronić ludzi przed głodem i chorobami, a świat przed kryzysem ekologicznym.
Alternatywne źródła białka – pytania i odpowiedzi
Jak dużo białka potrzebuje człowiek?
10-35% codziennego spożycia kalorii powinno pochodzić z białka. Ważne jest jednak, aby pożywienie zawierało wszystkich dziewięć aminokwasów niezbędnych, których organizm nie umie produkować.
Czy mięso laboratoryjne jest zdrowe i bezpieczne?
Wiele firm uzyskało już atesty potwierdzające bezpieczeństwo ich wyrobów mięsnych na bazie hodowli komórkowej. Analizy Światowej Organizacji Zdrowia sugerują jednak, że proces produkcji stwarza potencjalne ryzyko zdrowotne – od skażenia ciężkimi metalami i nanoplastikiem po mikrobiologiczne zanieczyszczenia.
Z jakich źródeł można pozyskiwać białko?
Oprócz mięsa białko pozyskuje się z roślin, grzybni, alg, owadów, a także w procesie fermentacji surowców roślinnych oraz komórek zwierzęcych.
Ekologia.pl (Agata Pavlinec)
- „From Farm to Future: Shaping the Future of Food with Alternative Proteins” Aisha Williams, https://www.nasdaq.com/articles/from-farm-to-future-shaping-the-future-of-food-with-alternative-proteins, 17/04/2024;
- “A Narrative Review of Alternative Protein Sources: Highlights on Meat, Fish, Egg and Dairy Analogues” Miguel Lima i in., https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9316106/, 17/04/2024;
- “Alternative protein innovations and challenges for industry and consumer: an initial overview” Kathleen L. Hefferon i in., https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fsufs.2023.1038286/full, 17/04/2024;
- “Alternative Proteins” Technical University of Munich, https://www.ls.tum.de/en/ls/research/alternative-proteins/, 17/04/2024;
- “What is the protein of the future?” William R. Aimutis, https://knowablemagazine.org/content/article/food-environment/2023/what-is-protein-of-future, 17/04/2024;
