KAIST revela fábrica de células microbianas para alimentos verdes e corantes cosméticos

Apesar de décadas de crescimento populacional global, a crise alimentar global parece estar mais uma vez próxima porque a produtividade alimentar é severamente reduzida devido à presença prolongada de condições meteorológicas anormais devido à intensificação das alterações climáticas e a cadeia de abastecimento alimentar global está deteriorada devido a conflitos internacionais, tais como guerras que exacerbam escassez de alimentos e desigualdade nutricional em todo o mundo. Ao mesmo tempo, porém, à medida que aumenta a consciência sobre o ambiente e a sustentabilidade, observa-se um aumento na procura de produtos alimentares e de beleza mais ecológicos e de alta qualidade, não sem um certo sentido de ironia. Num momento como este, os microrganismos estão atraindo a atenção como uma chave que pode lidar com esses problemas aparentemente distantes.

KAIST (Presidente Kwang-Hyung Lee) anunciou no dia 26 que Kyeong Rok Choi, professor pesquisador do Centro de Pesquisa de Bioprocessos e Sang Yup Lee, Professor Distinto do Departamento de Engenharia Química e Biomolecular, publicaram um artigo intitulado "Engenharia Metabólica de Microorganisms for Food and Cosmetics Production" a convite da "Nature Reviews Bioengineering" a ser publicado on-line pela Nature após revisão por pares.

※ Título do artigo: Engenharia metabólica de sistemas de microrganismos para produção de alimentos e cosméticos

※ Informações do autor: Kyeong Rok Choi (primeiro autor) e Sang Yup Lee (autor correspondente)

A engenharia metabólica de sistemas é um campo de pesquisa fundado pelo ilustre professor Sang Yup Lee do KAIST para desenvolver de forma mais eficaz fábricas de células microbianas, o fator central da bioindústria de próxima geração para substituir a indústria química existente que depende fortemente do petróleo. Ao aplicar uma estratégia de engenharia metabólica sistêmica, os pesquisadores desenvolveram uma série de fábricas de células microbianas de alto desempenho que produzem uma variedade de compostos alimentícios e cosméticos, incluindo substâncias naturais como heme e compostos de protoporfirina IX de zinco, que podem melhorar o sabor e a cor da carne sintética. , licopeno e β-caroteno, que são pigmentos naturais funcionais que podem ser amplamente utilizados em alimentos e cosméticos, e antranilato de metila, um composto derivado de uva amplamente utilizado para conferir sabor de uva na fabricação de alimentos e bebidas.

Neste artigo escrito a convite da Nature, a equipe de pesquisa cobriu casos notáveis ​​de fábrica de células microbianas que podem produzir aminoácidos, proteínas, gorduras e ácidos graxos, vitaminas, sabores, pigmentos, álcoois, compostos funcionais e outros aditivos alimentares utilizados em diversos alimentos. e cosméticos e as empresas que comercializaram com sucesso esses materiais derivados de micróbios Além disso, o artigo organiza e apresenta estratégias de engenharia metabólica de sistemas que podem estimular o desenvolvimento de fábricas industriais de células microbianas que podem produzir alimentos e compostos cosméticos mais diversos de uma forma ecologicamente correta com viabilidade econômica.

Por exemplo, ao produzir proteínas ou aminoácidos com elevado valor nutricional através de biomassa não comestível utilizada como ração animal ou fertilizante através do processo de fermentação microbiana, contribuirá para o aumento da produção e fornecimento estável de alimentos em todo o mundo. Além disso, ao contribuir para o desenvolvimento de carnes alternativas mais viáveis, reduzindo ainda mais a dependência da proteína animal, pode também contribuir para a redução dos gases com efeito de estufa e da poluição ambiental gerada pela pecuária ou pela piscicultura.

Além disso, a vanilina ou o antranilato de metila, que exalam sabor de baunilha ou uva, são amplamente adicionados a vários alimentos, mas os produtos naturais isolados e refinados de plantas têm baixa produção e alto custo de produção, portanto, na maioria dos casos, substâncias petroquímicas derivadas de vanilina e ácido metilantranílico são adicionados aos alimentos. Esses materiais também podem ser produzidos por meio de um método ecologicamente correto e amigo do ser humano, aproveitando o poder dos microrganismos.

Problemas éticos e de recursos que surgem na produção de compostos como o Calmin (pigmento de cochonilha), um corante adicionado a vários cosméticos e alimentos como batom vermelho e leite com sabor de morango, que deve ser extraído de insetos cochonilha que vivem apenas em certos cactos. e o ácido hialurônico, que é amplamente consumido como suplemento de saúde, mas só está presente em ácidos graxos ômega-3 extraídos de fígado de tubarão ou peixe, também podem ser resolvidos quando podem ser produzidos de forma ecologicamente correta usando microorganismos.