پژوهشگران در آلمان برای تبدیل دی‌‌اکسید کربن به پروتئین و ویتامین ب۹ با استفاده از میکروب‌ها، هیدروژن، اکسیژن و انرژی‌های تجدیدپذیر، روشی را توسعه داده‌اند.

هدف از این روش که روز پنجشنبه در مجله «ترندز این بایوتکنولوژی» (Trends in Biotechnology) گزارش شد، ارائه جایگزینی برای کشاورزی سنتی است که تحت فشار افزایش جمعیت و رخدادهای جوی غیرعادی قرار دارد.

لارگوس آنخننت از دانشگاه توبینگن گفت: «این یک فرایند تخمیر مشابه فرایند تخمیر آبجو است، ولی ما به جای دادن قند به میکروب‌ها، به آن‌ها گاز و استات دادیم.» 

«ما می‌دانستیم که مخمر می‌تواند به‌طور مستقل با استفاده از قند، ویتامین ب۹ تولید کند، اما نمی‌دانستیم که آیا با استات هم می‌تواند همین کار را انجام دهد.»

این فرایند بر دو میکروب مختلف که در یک سیستم با یکدیگر همکاری می‌کنند، متکی است تا هم پروتئین و هم فولیک‌اسید یا ویتامین ب۹، که یک ماده مغذی اساسی برای رشد سلولی و سوخت‌وساز است، تولید کند.

در مرحله اول، باکتری‌ به نام «ترموآنروبکتر کی‌ووای» (Thermoanaerobacter kivui) دی‌ اکسید کربن و هیدروژن را به استات، ماده‌ای که در سرکه وجود دارد، تبدیل می‌کند.

در مرحله دوم، «ساکارومایسس سرویزیه» (Saccharomyces cerevisiae) که به عنوان مخمر نان‌پزی نیز شناخته می‌شود، با این استات و اکسیژن تغذیه می‌شود. محصول نهایی این فرایند نوعی مخمر قابل خوردن و سرشار از پروتئین و ویتامین ب۹ است.

مخمر تغذیه‌شده با استات به اندازه مخمر تغذیه‌شده با قند ویتامین ب۹ تولید می‌کند. پژوهشگران گفتند تنها شش گرم از این مخمر می‌تواند نیاز روزانه یک فرد به ویتامین ب۹ را تامین کند.

هیدروژن و اکسیژن موردنیاز از طریق تجزیه آب با استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر مانند نیروی باد تامین می‌شوند.

آنخننت گفت: «این روش می‌تواند تولید مواد غذایی را از کشاورزی جدا کند و راهی پایدار برای تولید پروتئین ارائه دهد.»

از آنجا که این فرایند از انرژی‌های تجدیدپذیر و دی‌ اکسید کربن استفاده می‌کند، نیاز به زمین‌های کشاورزی را از بین می‌برد و برای امنیت غذایی بدون ایجاد آسیب‌های زیست‌محیطی راه‌حلی امیدوارکننده فراهم می‌کند.

مخمر تولیدشده در این سیستم سرشار از پروتئین است. در واقع یک وعده ۸۵ گرمی مخمر می‌تواند ۶۱ درصد نیاز روزانه یک فرد به پروتئین را تامین کند که بسیار بیشتر از میزان مساوی از گوشت گاو، خوک یا عدس است.

با این حال، یک مسئله وجود دارد: مخمر فراوری‌نشده حاوی ترکیباتی است که می‌تواند در صورت مصرف زیاد، خطر ابتلا به نقرس را افزایش دهد. این مخمر پس از فراوری همچنان ۴۱ درصد از نیاز روزانه پروتئین را تامین می‌کند که آن را با منابع رایج پروتئین قابل‌مقایسه می‌کند.

این سیستم به دو مسئله فوری جهانی‌ــ کمبود مواد غذایی و آسیب‌های زیست‌محیطی‌ــ پاسخ می‌دهد. با تبدیل دی‌ اکسید کربن به غذا و استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر، انتشار کربن را کاهش می‌دهد و نیاز به زمین‌های کشاورزی را کم می‌کند.

در سال گذشته، نهادهای بین‌المللی به طور مداوم درباره افزایش ناامنی غذایی که میلیون‌ها نفر را به سمت گرسنگی شدید و سوءتغذیه سوق می‌دهد، هشدار داده‌اند.

برنامه جهانی غذای سازمان ملل متحد این بحران را «بحران گرسنگی با ابعاد بی‌سابقه» توصیف کرده است.

نامیبیا، جایی که پیش‌بینی می‌شود در ماه‌های آینده به دلیل خشکسالی، تقریبا نیمی از جمعیت آن دچار ناامنی غذایی شوند، اخیرا اعلام کرده است که قصد دارد برای تغذیه مردم، ۸۳ فیل و ۶۴۰ حیوان وحشی دیگر را بکشد.

آنخننت گفت: «ما در حال نزدیک شدن به ۱۰ میلیارد نفر در جهانیم و تولید غذای کافی دشوارتر خواهد شد.»

پژوهشگران پیشنهاد کردند که این مخمر همچنین می‌تواند در مناطق با کمبود مواد غذایی یا در کشورهایی که منابع زمین و آب محدود است، ارزشمند باشد.

با این حال گفتند که هنوز کار بیشتری لازم است تا این سیستم به طور گسترده قابل‌استفاده باشد. مراحل بعدی عبارت‌اند از گسترش مقیاس فرایند، اطمینان از ایمنی مخمر برای مصرف غذایی و آزمایش اینکه آیا بازار به این محصول علاقه دارد یا خیر.

آنخننت گفت: «هنوز کارهای زیادی باقی مانده است تا این مخمر در فروشگاه‌ها در دسترس باشد.»