Търговската реализация на иновативните продукти може да бъде постигната до 2 години, смятат изследователите
Могат ли растенията да казват “мууу”? Естествено, че не, но ново проучване на Еврейския университет в Йерусалим (HUJI) доближава света до възможността растителните семена да произвеждат и съхраняват един от най-важните млечни протеини – същите, които придават на млякото хранителната му стойност, кремообразната текстура и свойствата, необходими за производството на сирене.
Това откритие би помогнало за преодоляването на съществена пречка при производството на истински млечни протеини без участието на крави, като същевременно проправя пътя към по-устойчиви млечни съставки, намаляване на въздействието върху климата и алтернативни методи за производство на храни, пише в. “Джерузалем поуст”.
Изследването, публикувано в списание Frontiers in Plant Science, е ръководено от проф. Одед Шосейов от Факултета по земеделие, храни и околна среда “Робърт Х. Смит” към HUJI, съвместно с водещия автор Алмог Озери и други членове на екипа им.
Учените са демонстрирали, че растенията могат успешно да произвеждат бета-казеин – един от основните протеини в кравето мляко. Още по-изненадващо е, че протеинът се натрупва на напълно неочаквано място в растителните клетки, разкривайки непознат досега механизъм, който би могъл да помогне за подобряване на производството на животински протеини в земеделските култури.
“Тъй като глобалното търсене на млечни продукти продължава да расте, а същевременно нарастват опасенията относно емисиите на парникови газове, използването на земя и потреблението на вода, свързани с животновъдството, учените
търсят устойчиви начини за производство на автентични млечни протеини, без да се разчита на животни
Молекулярното земеделие чрез растения – при което земеделските култури се използват като миниатюрни фабрики за протеини – се утвърди като един от най-обещаващите подходи, но производството на сложни млечни протеини в растенията остава сериозно техническо предизвикателство”, се казва в прессъобщение на университета.
За да се справят с този проблем, изследователите генетично модифицирали семена от арабидопсис (Arabidopsis thaliana) – плевел от семейство Кръстоцветни (Brassicaceae), разпространен в Евразия и Африка. Той често се среща край пътищата, където растителната покривка е унищожена или почвата е разровена вследствие на строителни дейности, подравняване на терена, пожари или интензивен трафик.
Екипът използвал растението, за да произведе говежди бета-казеин, свързан с протеин, наречен олеозин (който се прикрепя към мастните тела в растителните клетки). Чрез тестване на различни “клетъчни адреси” учените насочили протеина към различни отделения в растителната клетка, за да установят къде той се натрупва най-ефективно. Според проф. Шосейов резултатите били напълно неочаквани.
“Протеинът се държи точно като истински млечен бета-казеин – дори по-добре”, разкрива той.
“Биологичните системи са много сложни – посочва още ученият. - Макар да не можем да твърдим, че става въпрос за изцяло нов биологичен път – за подобно твърдение са необходими допълнителни проучвания – това открива някои много интересни възможности. Вероятно просто сме пропуснали нещо, което растенията винаги са правили.”
“Те създадоха иновативна хранителна съставка, съчетаваща протеин и мазнини, която
може да бъде вложена в съществуващи млечни продукти
или използвана за производството на напълно нови, вкусни и питателни храни – по-рентабилно и устойчиво в сравнение с традиционната млечна индустрия”, смята професорът. Той очаква етапът на търговска реализация да бъде достигнат в рамките на 18 до 24 месеца. Най-голямото предизвикателство, което предстои, е внедряването на технологията от страна на индустрията. Вече са започнали разговори с Агенцията за контрол на храните и лекарствата на САЩ (FDA). Проф. Одед Шосейов притежава над 100 патента, свързани с работата му в областта на протеиновото инженерство, нанобиотехнологиите и биовдъхновените материали.
Растенията имат предимство, тъй като производството и извличането на протеини от тях е до 100 пъти по-евтино в сравнение с ферментацията. Израелските учени разкриват, че шафранката (Carthamus tinctorius) е културата, предвидена като платформа за търговско и земеделско приложение на тази технология.
В лабораторни условия като изследователски модел е използван арабидопсисът заради краткия му жизнен цикъл, малкия геном и лесната генетична трансформация, но
същинската култура, към която е насочен процесът, е шафранката
След като изкуствено проектираният ДНК сегмент бъде сглобен в лаборатория и валидиран чрез арабидопсиса, той се пренася в тази култура за мащабно земеделско производство.
Млякото съдържа едва 4% протеини и 3% мазнини, както и известно количество захари, но основно се състои от вода, обясняват експертите. “Семената на шафранката съдържат протеини и мазнини в около 10 пъти по-висока концентрация. Така, вместо 10 камиона за превоз на охладено мляко, ще е необходим само един, превозващ товара при стайна температура, а след пристигането във фабриката семената могат да се съхраняват в силоз при стайна температура за период до една година”, обясняват те.
Семената на шафранката са бели, а маслото от тях е безцветно и без вкус, с което се избягват ароматите, характерни за “млеката” от кокос, соя или овес. Освен това тази култура предпочита горещо време и изисква съвсем малко или дори никаква вода за напояване, което я прави идеална за условията на глобално затопляне.
С нарастването на търсенето на екологично устойчиви източници на протеини, подобни открития приближават учените към производството на автентични млечни съставки в растения, за чието отглеждане са необходими единствено слънчева светлина, вода и почва.
На въпроса каква ще бъде ролята на млекопроизводителите, Шосейов отговоря, че за тях ще се открият повече възможности.
“Традиционните млечни продукти няма да изчезнат
През следващите 20 години по-голямата част от растителните млечни протеини ще се използват в хибридни продукти с цел намаляване на цената и постигане на целите за устойчивост. Фермерите биха могли да разширят производствените си сезони, като отглеждат нашите култури и ги доставят на клиентите си – предприятията за преработка на мляко”, смята екипът от университета в Йерусалим.
Най-голям ръст в търсенето се очаква от региона на Азиатско-тихоокеанския басейн, а сред страните, които вероятно ще се превърнат в основни производители, са Австралия, САЩ, Аржентина, Бразилия, Украйна, Китай, а впоследствие – Индия и държави от Африка.
“Вече започнахме разговори с Агенцията за контрол на храните и лекарствата на САЩ. Пътят е ясно очертан и не би трябвало да срещнем сериозни трудности. Надявам се след пет години нашите растения да се отглеждат по целия свят, а рафтовете в супермаркетите да са пълни с нашите растителни млечни продукти”, казва Шосейов.
