실험적 설정. 사진 제공: Lisa Schmitz
독일의 연구가들은 미생물에게 수소, 산소, CO2 만을 공급함으로써 단백질과 비타민 B9을 추출할 수 있었습니다.
9월 12일 학술지 '생명공학 트렌드(Trends in Biotechnology)'에 발표된 이 기술은 재생 에너지를 기반으로 지속 가능하고 미량 영양소가 풍부한 단백질 대체품을 생산하며, 언젠가는 우리 식탁에 올릴 수 있을 것입니다.
"이것은 맥주를 만드는 방법과 유사한 발효 과정이지만, 우리는 미생물에게 설탕을 주는 대신 가스와 아세테이트를 주었습니다. 우리는 효모가 설탕으로 자체적으로 비타민 B9을 생산할 수 있다는 것을 알고 있었지만 아세테이트로 동일한 작업을 수행할 수 있는지는 몰랐습니다"라고 교신 저자인 독일 튀빙겐 대학의 라르구스 앙게넨트는 말합니다.
"우리는 전 세계 인구가 100억 명에 육박하고 있으며, 기후 변화와 제한된 토지 자원으로 인해 충분한 식량을 생산하는 것이 점점 더 어려워질 것입니다. 한 가지 대안은 동물에게 먹이를 주기 위해 작물을 재배하는 대신 생명공학을 통해 생물반응기에서 단백질을 재배하는 것입니다. 그것은 농업을 훨씬 더 효율적으로 만듭니다."
연구팀은 단백질과 비타민 B9가 풍부한 효모를 생산하는 2단계 생물반응기 시스템을 설계했습니다. 이 비타민은 엽산으로도 알려져 있으며 세포 성장 및 신진대사와 같은 신체 기능에 필수적입니다.
첫 번째 단계에서 박테리아 Thermoanaerobacter kivui는 수소와 CO2를 식초에서 발견되는 아세테이트로 변환합니다.
두 번째 단계에서는 제빵 효모로 더 잘 알려진 맥주효모균(Saccharomyces cerevisiae)이 아세테이트와 산소를 먹고 단백질과 비타민 B9을 만듭니다. 수소와 산소는 예를 들어 풍차와 같은 청정 에너지원에서 생산된 전기로 물을 분해하여 생산할 수 있습니다.
아세테이트를 먹인 효모는 설탕을 먹는 효모와 거의 같은 양의 비타민 B9을 생산하는 것으로 나타났습니다. 수확한 건조 효모 6g 또는 0.4테이블스푼만으로도 일일 비타민 B9 요구량을 충족할 수 있습니다. 비타민 수치는 독일 뮌헨 공과 대학의 공동 저자 Michael Rychlik이 이끄는 팀에 의해 측정되었습니다.
단백질의 경우, 연구진은 효모의 농도가 소고기, 돼지고기, 생선, 렌틸콩의 함량을 능가한다는 사실을 발견했습니다. 효모 85g 또는 6테이블스푼은 일일 단백질 필요량의 61%를 제공하는 반면, 소고기, 돼지고기, 생선 및 렌틸콩은 각각 필요량의 34%, 25%, 38% 및 38%를 충족시킵니다.
그러나 효모를 과도하게 섭취할 경우 통풍의 위험이 있으므로 통풍의 위험을 높일 수 있는 화합물을 제거하기 위해 처리해야 합니다. 그럼에도 불구하고 처리된 효모는 여전히 일일 단백질 요구량의 41%를 충족하며, 이는 기존 단백질 공급원과 비슷합니다.
이 기술은 환경 보전, 식량 안보 및 공중 보건과 같은 여러 글로벌 과제를 해결하는 것을 목표로 합니다.
Angenent는 또한 농부들을 능가하지 않을 것이라고 강조합니다. 대신, 이 기술은 농부들이 지속 가능한 채소와 작물을 생산하는 데 집중할 수 있도록 도울 것입니다. 연구팀의 효모는 또한 단백질과 비타민 B9을 전달함으로써 개발도상국이 식량 부족과 영양 결핍을 극복하는 데 도움이 될 수 있습니다.
"땅을 사용하지 않고도 비타민과 단백질을 동시에 매우 높은 생산 속도로 만들 수 있다는 사실은 매우 흥미진진합니다. 최종 제품은 채식주의자/비건, 유전자 변형 성분이 없고 지속 가능하여 소비자에게 어필할 수 있습니다"라고 Angenent는 말합니다.
이상의 기사는 2024년 9월 12일 Phys.org에 게재된 “Powered by renewable energy, microbes turn CO₂ into protein and vitamins”제목의 기사 내용을 편집하여 작성하였습니다.
* 원문정보 출처 : Powered by renewable energy, microbes turn CO₂ into protein and vitamins (phys.org)
* 추가정보 출처 : Power-to-vitamins: producing folate (vitamin B9) from renewable electric power and CO2 with a microbial protein system: Trends in Biotechnology (cell.com)
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