Что такое одноклеточные белки? Можем ли мы их потреблять?

Одноклеточные белки, полученные из одноклеточных микробов, более питательны, чем традиционно потребляемые белки. При разумном использовании они могут снизить глобальный дефицит белка.

Несмотря на то, что рост населения мира вызывает беспокойство, реальной проблемой является дефицит питания, который сопровождает рост населения. Важную роль играет дефицит белка, который приводит к потере мышечной массы, росту инфекций, обезвоживанию и замедлению (ухудшению) роста.

Основной способ уменьшения этой проблемы - поиск нетрадиционных и альтернативных источников, богатых белком. Микробы, в том числе бактерии, грибы, дрожжи и водоросли, содержат более 40% сырого протеина в сухом весе и могут служить прекрасным источником белка.

Идея использования микробов в питании не нова. Мы давно употребляем ферментированные продукты (которые содержат бактерии и дрожжи), творог и йогурт (бактерии), грибы (грибы) и желатин (водоросли).

Что такое одноклеточные белки (SCP)?

Одноклеточные белки - это белки, полученные из одноклеточных организмов, таких как бактерии, грибы и водоросли. Этот термин специально применяется к крупномасштабному производству одноклеточных организмов для выделения белков, пригодных для потребления животными и людьми.

Это не означает, что одноклеточные организмы содержат только белки. В них также есть углеводы, жиры, витамины и другие жизненно важные элементы. Состав SCP зависит от состава субстрата (пищи для микроорганизма), на котором они были выращены.

Несмотря на то, что мы неосознанно потребляем их с древних времен, в 1966 году Кэрол Л. Уилсон переименовала их в "одноклеточные белки".

Острая нехватка продовольствия во время мировой войны привела к первому массовому производству (крупномасштабному производству) SCP. Во время Первой мировой войны использовались Saccharomyces cerevisiae (дрожжи, обычно применяемые в виноделии, пивоварении и хлебопечении), а во время Второй мировой войны для производства белков использовались Candida utilis (дрожжи, применяемые в качестве добавок и ароматизаторов).

Как производятся одноклеточные белки?

Характеристика микробов, используемых в качестве SCP

Микробы, в том числе бактерии, грибы и водоросли, используемые для производства SCP, должны обладать такими характеристиками, как быстрый рост, увеличение биомассы (сухой вес организма) и устойчивость к высоким температурам, pH и другим стрессам, возникающим при производстве SCP.

Характеристики идеального SCP

Идеальный SCP должен обладать определенными ключевыми характеристиками. Они должны иметь высокое содержание белка и низкое содержание нуклеиновых кислот.

Например, водоросли (такие, как спирулина), производимые в качестве продуктов питания и пищевых добавок, содержат не менее 60-70% белка и только 3-8% нуклеиновых кислот.

SCP, произведенные из грибов (например, дрожжей), содержат большее количество комплекса витаминов В, что делает их высокопитательными. Бактериальные SCP (например, Lactobacilli и Methylophillus) обычно имеют более высокое содержание незаменимых аминокислот, таких как метионин (до 3%).

Кроме того, они должны быть приемлемы для потребления населением с точки зрения вкуса, запаха и текстуры.

Как производятся SCP?

Субстраты

Субстраты - это среда, в которой или на которой могут расти микробы. Субстрат обеспечивает необходимое питание, а также наилучшую среду для роста микроба. Субстрат определяет эффективность выращивания микробов и производства белков и, соответственно, стоимость установки.

Поскольку субстраты составляют 45-75% от общей стоимости производства, использование промышленных и сельскохозяйственных отходов для этих микробов может быть экономически эффективным. Как правило, в качестве субстратов используются органические и компостируемые отходы (например, сельскохозяйственные и пищевые отходы), что позволяет минимизировать производственные затраты. Также могут использоваться нетрадиционные субстраты, такие как биомасса растений, природный газ, метанол, этанол и побочные продукты нефтепереработки.

Процесс

Общие этапы производства SCP начинаются с выбора микроба и субстрата для него. Микробам позволяют расти на субстрате (сельскохозяйственные, промышленные и другие отходы), а затем клетки отделяют от среды роста в процессе, называемом сбором.

После процесса сбора урожая удаляются другие компоненты, кроме белков, например, компоненты клеточной стенки (если они присутствуют). Нуклеиновые кислоты деградируют, а остаток фильтруется для получения сырого белка, который обрабатывается для удаления любых других загрязнений.

Остаток высушивают и обрабатывают дальше, чтобы сделать его пригодным для употребления.

Количество микробов, используемых для производства SCP для потребления человеком, ограничено, а используемые субстраты часто являются пищевыми. Однако ассортимент субстратов, используемых для производства SCP в качестве корма для животных, разнообразен.

Лучше ли SCP, чем традиционно используемые протеины?

Однозначный ответ - да. Белки, полученные таким способом, действительно имеют значительные преимущества перед обычными белками.

Микробы имеют короткое время удвоения (время, необходимое микробам для удвоения размера), что способствует быстрому производству белка. По сравнению с выращиванием растений, они требуют меньше земли, а сезонные изменения погоды не влияют на них, что позволяет производить продукцию круглый год.

Соотношение белков и углеводов в SCP выше, чем в кормах, при хорошем балансе незаменимых аминокислот и витаминов, что делает их более питательными.

Самым важным преимуществом является тот факт, что микробы могут использовать для роста несколько видов сырья (сельскохозяйственные отходы и промышленные отходы). Это означает, что микробы питаются отходами, избавляются от них, перерабатывают их для производства белков и одновременно защищают нас от загрязнения. Разве это не поразительно?

Вот почему SCP может стать самой большой надеждой на решение проблемы дефицита белка на глобальном уровне.

Каковы его ограничения?

Основной проблемой производства SCP являются капитальные затраты на сырье и приобретение сложнейших приборов, что влияет на их экономическую целесообразность.

Проблема использования бактерий для производства SCP заключается в более высокой концентрации (6-10%) нуклеиновых кислот в конечном продукте, что нежелательно. При длительном употреблении они могут привести к образованию камней в почках.

При использовании водорослей или дрожжей в SCP содержатся компоненты клеточной стенки, которые не перевариваются и вызывают аллергию. Использование водорослей для производства SCP приводит к появлению странных цветов и вкусов, что затрудняет его потребление.

Одноклеточные белки являются перспективной питательной добавкой для животных и человека и обладают многочисленными преимуществами по сравнению с обычными белками растительного и животного происхождения. Если улучшить недостатки и повысить осведомленность общественности о преимуществах SCP, они могут искоренить или, по крайней мере, уменьшить глобальный дефицит питательных веществ.