KAIST svela la fabbrica di cellule microbiche per alimenti verdi e coloranti cosmetici

Nonostante decenni di crescita della popolazione globale, la crisi alimentare globale sembra essere ancora una volta a portata di mano perché la produttività alimentare è gravemente ridotta a causa della presenza prolungata di condizioni meteorologiche anomale dovute all’intensificarsi dei cambiamenti climatici e la catena di approvvigionamento alimentare globale è deteriorata a causa di conflitti internazionali come le guerre che si esacerbano. carenze alimentari e disuguaglianze nutrizionali in tutto il mondo. Allo stesso tempo, però, con la crescente consapevolezza dell’ambiente e della sostenibilità, si osserva non senza ironia un aumento della domanda di prodotti alimentari e di bellezza più ecologici e di alta qualità. In un momento come questo, i microrganismi attirano l’attenzione come chiave in grado di gestire questi due problemi apparentemente distanti.

KAIST (Presidente Kwang-Hyung Lee) ha annunciato il 26 che Kyeong Rok Choi, professore di ricerca del Centro di ricerca sui bioprocessi e Sang Yup Lee, un illustre professore del Dipartimento di ingegneria chimica e biomolecolare, hanno pubblicato un articolo intitolato "Ingegneria metabolica di Microrganismi per la produzione di alimenti e cosmetici" su invito di "Nature Reviews Bioengineering" da pubblicare online pubblicato da Nature dopo peer review.

※ Titolo dell'articolo: Ingegneria metabolica dei sistemi di microrganismi per la produzione alimentare e cosmetica

※ Informazioni sull'autore: Kyeong Rok Choi (primo autore) e Sang Yup Lee (autore corrispondente)

L’ingegneria metabolica dei sistemi è un campo di ricerca fondato dall’illustre professore Sang Yup Lee del KAIST per sviluppare in modo più efficace le fabbriche di cellule microbiche, il fattore centrale dell’industria biologica di prossima generazione per sostituire l’industria chimica esistente che fa molto affidamento sul petrolio. Applicando una strategia di ingegneria metabolica sistemica, i ricercatori hanno sviluppato una serie di fabbriche di cellule microbiche ad alte prestazioni che producono una varietà di composti alimentari e cosmetici, comprese sostanze naturali come i composti dell'eme e della protoporfirina IX di zinco che possono migliorare il sapore e il colore della carne sintetica , licopene e β-carotene che sono pigmenti naturali funzionali che possono essere ampiamente utilizzati negli alimenti e nei cosmetici, e metil antranilato, un composto derivato dall'uva ampiamente utilizzato per conferire il sapore dell'uva nella produzione di alimenti e bevande.

In questo articolo scritto su invito di Nature, il gruppo di ricerca ha trattato casi notevoli di fabbriche di cellule microbiche in grado di produrre aminoacidi, proteine, grassi e acidi grassi, vitamine, aromi, pigmenti, alcoli, composti funzionali e altri additivi alimentari utilizzati in vari alimenti. e cosmetici e le aziende che hanno commercializzato con successo questi materiali di derivazione microbica Inoltre, il documento ha organizzato e presentato strategie di ingegneria metabolica dei sistemi che possono stimolare lo sviluppo di fabbriche di cellule microbiche industriali in grado di produrre composti alimentari e cosmetici più diversificati in modo eco-compatibile con fattibilità economica.

Ad esempio, producendo proteine ​​o amminoacidi ad alto valore nutrizionale attraverso biomassa non commestibile utilizzata come mangime o fertilizzante attraverso il processo di fermentazione microbica, si contribuirà all’aumento della produzione e all’offerta stabile di cibo in tutto il mondo. Inoltre, contribuendo allo sviluppo di carni alternative più valide, riducendo ulteriormente la dipendenza dalle proteine ​​animali, può anche contribuire a ridurre i gas serra e l’inquinamento ambientale generato dall’allevamento del bestiame o dalla piscicoltura.

Inoltre, la vanillina o il metil antranilato, che emanano aroma di vaniglia o uva, sono ampiamente aggiunti a vari alimenti, ma i prodotti naturali isolati e raffinati dalle piante hanno una bassa produzione e un costo di produzione elevato, quindi nella maggior parte dei casi le sostanze petrolchimiche derivate da al cibo vengono aggiunti vanillina e acido metilantranilico. Questi materiali possono anche essere prodotti attraverso un metodo ecologico e rispettoso dell’uomo, prendendo in prestito il potere dei microrganismi.

Problemi etici e di risorse che sorgono nella produzione di composti come il Calmin (pigmento della cocciniglia), un colorante aggiunto a vari cosmetici e alimenti come il rossetto rosso e il latte al gusto di fragola, che deve essere estratto da insetti cocciniglia che vivono solo in alcuni cactus. e anche l’acido ialuronico, che è ampiamente consumato come integratore sanitario, ma è presente solo negli acidi grassi omega-3 estratti dal fegato di squalo o di pesce, può essere risolto quando possono essere prodotti in modo ecologico utilizzando microrganismi.