精密発酵: 私たちの食品システムの未来?

アグリフード -多くの人によると、精密発酵は私たちが知っているような食料システムを破壊し、排出物、土地、淡水の使用を削減する可能性があります。 しかし、それは何でしょうか？

気候変動は私たちの食料システムの安定性に影響を与えています。 同時に、世界の人口は増加し続けている一方で、世界の最も貧しい地域では十分な食料が得られません。 精密発酵は、数千ヘクタールの土地を消費することなく食料の安定性を確保できるため、これらの問題の解決に役立つ可能性があります。 しかしその前に、一歩下がって、精度と発酵が何を意味するのかを説明しましょう。

精度は精密生物学から生まれます。 この分野は、AI や機械学習などの情報テクノロジーと、遺伝子工学や代謝工学などのバイオテクノロジーを融合させています。 これら 2 つのブランチを組み合わせることで、薬物送達のための分子やナノ粒子の操作が可能になります。

ご存知かもしれませんが、パン、ワイン、チーズなど、人類が何千年も食べてきた食品の背後には発酵があります。 従来の発酵では、細菌が酵母やエタノールなどの糖を分解してエネルギーを生成します。 このプロセスを利用して、ピザ、ヨーグルト、シャンパンを楽しむことができます。 発酵は、ビタミン、溶媒、医薬品の生産にも関与しています。

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精密発酵 (PF) は、従来の発酵をさらに進化させ、最新の精密生物学技術と組み合わせます。 科学者は微生物をプログラムして、望むあらゆる分子を生成することができます。 高精度生物学を使用すると、植物や動物のタンパク質の背後にある遺伝情報を取得できます。 このデータを取得すると、遺伝子配列をコピーして微生物に貼り付けることも、ゼロから新しい配列を作成することもできます。

微生物は適切な工場となり、特定の投入物を摂取して目的の製品を生産します。 簡単に言えば、牛を飼ったり、何千ヘクタールもの土地を植えたりしなくても、動物や植物のタンパク質を複製することができます。

精密発酵は、酵母などの一般的な微生物を再設計して、発酵時に卵、乳製品、甘味料などの食品に一般的に見られるものと同じタンパク質または物質を生成するバイオテクノロジーです。

精密発酵により、自然界に存在するものと遺伝的に同一のタンパク質を再作成できます。 精密発酵のその他の主張されている利点には次のようなものがあります。発酵細胞の成長には数時間かかるのに対し、家畜の成長には数週間から数か月かかるため、スケールアップがより迅速かつ容易になります。 地元のバイオマス資源を使用して、世界のどの地域でも実施できます。 最適化の余地がたくさんあります。 これは食品を生産するためのよく知られた方法です。

乳タンパク質、動物性脂肪、コラーゲン、蜂蜜、卵白。

伝統的な微生物発酵は、無傷の生きた微生物を使用して食品を加工します。精密発酵は、特定の最終製品を生成するためにその場で設計された微生物を使用して行われます。

コストが高いため、PF はヒトコラーゲンの製造に使用される製薬業界に限定されていました。 これは主に皮膚の若返り製品に使用されます。 原材料のコストが下がっているため、PF は牛乳の主要なタンパク質であるカゼインの複製にすぐに使用されるようになるでしょう。

カリフォルニアの Every Company は、伝統的な発酵と遺伝子コードを組み合わせて卵タンパク質を生産しています。 彼らはタンパク質の DNA 配列を 3D プリントして酵母に供給し、酵母が糖を食べると、コードされたタンパク質の送達を開始します。

ドイツの新興企業Formoも微生物を利用して牛を使わないチーズを製造している。 動物細胞のタンパク質コードをコピーして微生物に貼り付けることから始まり、DNAを再配線します。 次に、微生物を発酵タンクに投入し、植物由来の脂肪を加えてチーズの基礎となる乳白色のスープを作ります。 彼らは2023年までにチーズを発売する予定だ。

PF は食料生産に伴う水と温室効果ガスの排出を削減します。チーズ 1 キログラムを生産するには、23.88 kg の CO₂ 相当量が排出され、5,605 リットルの淡水が必要になります。 さらに、生産時間の短縮にもつながります。 野菜の収穫には何か月もかかり、肉の収穫には何年もかかりますが、発酵によってプロセスが大幅にスピードアップされます。 科学者が食品製造を完全に制御できることを考えると、精密な発酵により、より高品質の製品が可能になるでしょう。

精密発酵に関する主な懸念事項は、規制と安全性です。 製薬業界では、製品が市場に投入される前に綿密なテストに合格する必要がありますが、食品業界ではそうではありません。 最も重要なことは、食料生産に遺伝子組み換え生物を使用することに関して社会的および倫理的考慮が生じることです。

全体として、これらの手法がどのように実行されるか、生成されるインプットとアウトプット、消費者価格への影響について、より高い透明性を確立する必要があります。

シンクタンクの RethinkX によると、必要な材料のコストが低くなるため、精密発酵のコストは 2020 年代を通じて下がり続けるだろう。 同研究所は「PF社が製造するタンパク質は2025年までに同等のタンパク質とコスト競争力を持つようになる」と期待している。 さらに、彼らは、牛製品の需要が 2030 年までに 70% 減少すると予測しています。 Research and Markets は、精密発酵市場が 2022 年の 16 億ドルから 2030 年までに 363 億ドルに達すると予測しています。