Os microorganismos podem produzir proteínas para nos alimentar e as coisas que comemos. (Ilustração de Jordan Awan)

Fábricas de alimentos minúsculos

Essas startups estão inventando maneiras de economizar frutos do mar, transformar gás em proteína e tornar as alternativas lácteas menos brutas.

Um mundo faminto exige mais e mais proteína. Produzi-lo hoje requer bilhões de animais de criação e vastas extensões de terra onde as plantas são cultivadas. Mas e se você pudesse obter microorganismos para fazer muito desse trabalho? Essa é a ideia que impulsiona as três empresas iniciantes apresentadas abaixo.

Inúmeras empresas têm planos de melhorar o sabor dos alimentos, custar menos ou ser mais sustentáveis. Alguns estão cultivando carne a partir de células animais. Outros estão cultivando produtos em “fazendas verticais” nas grandes cidades. Depois, há o caminho que essas três startups estão tomando: engenharia de leveduras ou outros micróbios para produzir alimentos para nós e alimentos para as coisas que comemos. Mesmo que você não consiga ver esses processos microscópicos em ação, é uma ideia que vale a pena assistir.

Ordenhe o fermento para tudo o que vale a pena

Por Elizabeth Preston

Ryan Pandya e Perumal Gandhi não se conheciam em abril de 2014, mas ambos sabiam que o queijo vegano era terrível. Os dois haviam desistido recentemente de produtos de origem animal ", mas estavam odiando isso", diz Pandya, e se perguntando se poderiam usar seus conhecimentos em biotecnologia para criar laticínios ecologicamente corretos com um sabor melhor. Isha Datar, CEO do instituto de pesquisa New Harvest, conhecia os dois e percebeu que eles tinham a mesma ideia ao mesmo tempo. Ela conectou Pandya e Gandhi e sugeriu que eles começassem uma empresa.

Eles nomearam a empresa como Muufri (diga em voz alta e você entenderá), mas depois mudaram para Perfect Day. A startup usa leveduras geneticamente modificadas para fabricar caseína e soro de leite - as proteínas do leite de vaca - e as adiciona a produtos lácteos veganos. A maioria das leveduras transforma seus alimentos em exponencialmente mais células de leveduras, mas Pandya e Gandhi estão desenvolvendo as mesmas para transformar alimentos em proteínas do leite, mantendo uma população estável. "Um rebanho, se você quiser", diz Pandya, CEO.

O leite real não é feito apenas de proteínas. Ele também contém açúcar do leite (como qualquer pessoa intolerante à lactose é dolorosamente consciente) e gorduras do leite. Mas a proteína do leite é o que dá a alguns alimentos suas texturas distintas, diz Pandya, como a elasticidade da mussarela. Você pode usar moléculas vegetais para substituir o açúcar do leite (como no leite sem lactose) ou a gordura do leite (como em alguns queijos processados) sem prejudicar muito a textura. Mas é mais difícil substituir as proteínas do leite. Sua ausência é notável na maioria dos substitutos de laticínios veganos. Gandhi diz que as alternativas lácteas pareciam a ele "como se fossem mantidas juntas com cola".

A equipe já prototipou vários laticínios sem vaca. O melhor até agora, diz Pandya, é o iogurte, que eles usam usando as mesmas culturas e técnicas bacterianas que o iogurte comum, mas com o leite à base de levedura em vez do leite animal. Eles também experimentaram queijos macios, sorvete e manteiga. Como bebida, o leite à base de levedura é menos convincente, diz Pandya. É bom o suficiente para combinar com outros ingredientes para queijo ou iogurte, mas ainda não se sustenta por si só. "Hesito em chamar o que fizemos de 'leite'", diz Pandya. Mas ele acha que isso mudará à medida que a equipe modificar seu fermento geneticamente modificado para produzir um fac-símile mais próximo do leite de vaca.

A empresa levantou US $ 25 milhões e garantiu sua primeira patente e está conversando com grandes empresas de alimentos e laticínios sobre possíveis parcerias. Esses parceiros podem estar interessados ​​em sustentabilidade - tornando o leite mais eficiente, deixando as vacas fora dele - ou em atender à demanda do consumidor por melhores alternativas de laticínios.

Enquanto isso, os vegans fundadores da empresa relaxaram suas próprias dietas e voltaram a comer produtos de leite de vaca para comparar com os seus. Como Pandya diz: "É difícil administrar uma empresa de laticínios e ser alguém que não consome laticínios".

Convertendo Gás em Alimentos

Por Andrew Rosenblum

Ilustração de Jordan Awan

A Índia tem muito metano. Ela provém dos maiores rebanhos de gado do mundo, da produção de petróleo e do lixo em decomposição - 90 milhões de toneladas por ano. O metano é responsável por 29% das emissões de gases de efeito estufa da Índia, cerca do dobro da proporção média em outros países.

Quando Ezhil Subbian pensa em todo esse metano, ela pensa em comida.

Isso é possível por causa de micróbios descolados que transformam metano em produtos úteis. A String Bio, a startup da Subbian em Bengaluru, na Índia, está enchendo grandes cubas com esses organismos unicelulares, alimentando-os de maneira barata com o excesso de metano da Índia e fazendo com que produzam ração animal que ela espera ser 30 a 40% mais barata que outras proteínas quando chegar ao mercado no próximo ano. "O metano é o carbono mais barato disponível", diz Subbian.

O micróbio do cavalo de batalha é um metanotrófico, que normalmente vive em pântanos, perto de respiradouros subaquáticos ou em aterros, e evoluiu para usar o gás metano como sua única fonte de carbono e energia. Os metanotróficos metabolizam o metano em proteínas que armazenam nas paredes celulares, como o corpo humano converte comida em gordura.

A String Bio quer ampliar esse processo natural para produzir da ordem de 200.000 a um milhão de toneladas de proteína por ano. Isso representaria uma parte substancial do suprimento total mundial de alimentos para animais e fazendas de peixes, que exigem de 150 a 200 milhões de toneladas de proteína por ano, diz Subbian. O produto também pode ser a base de proteínas alternativas para as pessoas também.

A empresa coloca os metanotróficos em grandes tanques chamados biorreatores, permitindo um controle preciso de condições como temperatura e pH. Bombeie metano de qualquer lugar, seja o excesso gerado pela produção de petróleo ou o biogás coletado em uma estação de tratamento de aterros ou esgotos, e o metanotrófico criará uma bebida que contém proteínas, água e dióxido de carbono. A String Bio seca a mistura metanotrófica e a transforma em bolinhas de comida.

Para fazer ração animal, o String Bio usa metanotróficos que ocorrem naturalmente. Mas também quer usar metano para produzir produtos químicos. Para esse truque, a empresa trabalha com uma variedade de metanotróficos que foram geneticamente modificados para produzir produtos químicos úteis na indústria, como o ácido lático e o ácido succínico. O ácido lático é um ingrediente chave em certas formas de materiais de embalagem. O ácido succínico pode ser usado para produzir polímeros biodegradáveis.

Subbian diz que os alimentos para animais de sua empresa serão mais puros que os produtos concorrentes, sem risco de resíduos de pesticidas encontrados em alguns alimentos à base de plantas para animais e peixes. Mas a maior vantagem da String Bio pode ser simplesmente a quantidade de comida que ela pode eventualmente produzir. Diz Subbian: "O metano é escalável".

Uma biotecnologia que pode salvar sushi

Por Andrew Rosenblum

Você é o que come, mesmo que seja um peixe cultivado em um curral subaquático. Pesquisadores da Universidade de Stirling, na Escócia, descobriram em 2016 que o salmão cultivado tinha 50% menos ácido graxo ômega-3 do que em 2011 - e isso ocorreu porque a porcentagem de peixe oleoso em suas dietas caiu de 80% para 20%.

Esse salmão pobre em nutrientes pode ser um sinal do que está por vir em explorações agrícolas de peixes em expansão. Os seres humanos estão pescando demais as espécies pequenas, como sardinha e anchova, usadas para alimentar peixes maiores em fazendas. Agora, em vez de dar pellets que consistem principalmente de peixes moídos ao salmão, as fazendas os estão enchendo de ração que consiste em uma porcentagem muito maior de soja e outros enchimentos que carecem de nutrientes essenciais, como ácidos graxos. Com o fornecimento mundial de peixe de criação projetado para explodir de 50 milhões de toneladas em 2010 para mais de 93 milhões em 2030, segundo o Banco Mundial, "simplesmente não há óleo de peixe suficiente para dar a volta", nutricionista de peixes e biólogo marinho, Rick Barrows, disse na conferência SynBioBeta no outono passado.

O KnipBio pode variar sua receita para que o produto inclua nutrientes como taurina e carotenóides - o que dá ao salmão e ao camarão uma carne rosa atraente.

KnipBio, uma startup de 10 pessoas com sede em Lowell, Massachusetts, está liberando o poder da biotecnologia no problema da nutrição de peixes.

Methylobacterium extorquens é um micróbio tipicamente encontrado mastigando os álcoois excretados pelas folhas ou por frutas em decomposição. O KnipBio está aproveitando esse processo e aprimorando-o um pouco para que os micróbios produzam farinha de peixe.

Os biorreatores da KnipBio abrigam cepas de m geneticamente modificadas e naturais. extorquens. Adicione metanol derivado do gás natural ao tanque e sai um caldo rico em proteínas. Mais tarde, esse líquido é seco em uma centrífuga, deixando para trás pellets de comida de peixe.

Outras empresas fazem algo semelhante com algas ao invés de bactérias como ponto de partida. Afinal, as algas são uma boa fonte desses ácidos graxos que tornam os peixes tão saudáveis. Mas a vice-presidente de pesquisa e desenvolvimento da KnipBio, Catherine Pujol-Baxley, diz o que é m. A extorquens produz é um complemento ideal para as algas nas dietas para peixes. KnipBio pode variar sua receita para que o produto inclua nutrientes como taurina e carotenóides. O último ingrediente é o aditivo mais caro nas refeições comerciais; salmão, truta e camarão sem carotenóides não têm uma carne rosa atraente.

Então, como é o sabor dos peixes alimentados com essas coisas? Uma empresa chamada Kampachi Farms misturou a alimentação da KnipBio na dieta de savelhas de grau sashimi que cria em canetas de alto mar flutuando ao largo da costa da grande ilha do Havaí. De acordo com Pujol-Baxley, um painel de degustação de 70 pessoas no Centro de Inovação em Alimentos do estado de Oregon não detectou nenhuma diferença no sabor do sashimi após a mudança no alimento.

Em janeiro, o KnipBio anunciou que havia escalado de uma pequena instalação de teste para um biorreator de 20.000 litros, capaz de produzir uma tonelada métrica de KnipBio Meal a cada semana. Pujol-Baxley diz que a empresa planeja realizar testes comerciais este ano, testando diferentes misturas de ração em várias fazendas com peixes em diferentes estágios da vida. É um passo fundamental para um lançamento comercial completo em 2019, quando realmente veremos se a ideia vai afundar ou nadar.