Перспективы суперводоросли Galdieria: от вулканических источников до вашей тарелки

Микроводоросль, изначально выделенная из вулканических источников, обладает всеми качествами, чтобы стать следующим «суперфудом» на рынке. По сравнению со спирулиной — схожим организмом, популярным в качестве пищевой и кормовой добавки уже полвека — Galdieria дешевле и проще в выращивании, а также более питательна. В замкнутом реакторе она может преобразовывать органические отходы в ценные белки. Таковы выводы докторского исследования Фабиана Абиузи из группы Биопроцессной инженерии Вагенингенского университета.

«Продукты на основе микроводорослей существуют давно, — говорит Фабиан Абиузи, — но, как правило, их производство дорого. При выращивании в темноте водоросли преобразуют лишь половину органического субстрата в биомассу, а при выращивании на свету с использованием углекислого газа обычно дают низкую плотность биомассы. Обе стратегии требуют дорогой системы для эффективного газообмена. В моём исследовании я разработал новый метод культивирования микроводорослей, который удваивает продуктивность, вдвое сокращая затраты».

Кислородный баланс

Секрет, как объясняет Абиузи, заключается в выращивании микроводорослей в так называемом миксотрофном фотобиореакторе: реакторе, который обеспечивает водоросли как светом, так и органическим субстратом, например, сахаром. Микроводоросли, как и все растения, используют солнечный свет как источник энергии для преобразования CO₂ в органические молекулы и кислород (фотосинтез). В темноте же происходит обратное: растения потребляют кислород и органические молекулы, выделяя CO₂. Промышленная ферментация использует этот последний принцип для производства различных биомолекул.

«В таких процессах обычно лишь половина органического углерода преобразуется в биомассу, а другая половина теряется в виде CO₂, — говорит Абиузи. — Однако в миксотрофном фотобиореакторе можно связать производство кислорода при фотосинтезе с потреблением кислорода в метаболизме клетки. Аналогично, почти весь CO₂, производимый микроводорослями, снова используется в фотосинтезе, делая процесс почти углеродно-нейтральным и очень эффективным. Вы получаете двойную продуктивность без необходимости затрат электроэнергии на аэрацию или подачу CO₂».

На рынок

В качестве дополнительного бонуса Galdieria оказалась гораздо богаче белком, чем спирулина. Абиузи и коллеги обнаружили это, расшифровав полный профиль аминокислот микроводоросли — её белковых строительных блоков. «Две трети сухого веса Galdieria составляют аминокислоты, — говорит Абиузи, — это больше, чем в мясе, молоке, сыре и яйцах». В частности, микроводоросль содержит много цистеина и метионина — двух серосодержащих аминокислот, что обязано её эволюции в богатых серой вулканических источниках. Абиузи: «Эти аминокислоты ограничены в растениях, что является одной из причин, по которой нам сложно получать сбалансированное питание из растительной диеты».

В заключение, по словам Абиузи, Galdieria может стать следующим суперфудом. Она обладает потенциалом помочь в обеспечении продовольствием, улучшить здоровье человека, способствовать переходу на более растительную диету, сократить потребление энергии и дать полезное применение органическим отходам. «Теперь у нас есть доказательство концепции, — заключает биоинженер. — Я работаю со стартапом в Вагенингене под названием Algreen над оптимизацией и масштабированием процесса, используя пищевые отходы в качестве субстрата. Мы ожидаем одобрения Европейского агентства по безопасности пищевых продуктов (EFSA) в течение следующего года. Через несколько лет вы найдёте продукты из Galdieria на рынке, в этом у меня нет сомнений».