Решение проблемы продовольственной безопасности требует изменений в масштабах всего общества и инноваций в продовольственной системе, выходящих за рамки обычного сельского хозяйства. По мнению исследователей, производство продуктов, богатых питательными веществами, полученных из микробной биомассы, может решить эту проблему без увеличения давления на окружающую среду, поскольку они используют воду и азот более эффективно, чем растения.
«Мы показываем, что производство микробных продуктов питания превосходит сельскохозяйственное выращивание основных культур по энергетической ценности и количеству белка, которые можно получать с единицы площади при одинаковых уровнях солнечного излучения», — заявили ученые в своей статье в журнал PNAS.
Они отмечают, что в этой работе проведено только сравнение энергоэффективности и потребности в земельных ресурсах разных методов получения питательных веществ, а расчеты абсолютных значений этих параметров не выполнялись.
В ходе исследования ученые рассчитали эффективность микробной биомассы, включая улавливание CO2 из воздуха и переработку микробов в пищу, которую люди могут есть. Они обнаружили, что микробная система использует только 1% воды, необходимой для посева, и небольшую часть удобрений (большая часть которых тратится впустую при использовании на полях).
По оценкам, солнечно-микробный процесс может производить 15 тонн белка с каждого гектара в год, чего достаточно, чтобы прокормить 520 человек. Для сравнения, с гектара соевых бобов можно получить 1,1 тонны белка, чтобы накормить 40 человек. В нынешних экономических условиях такой микробный белок будет стоить примерно столько же, сколько стоит белок, потребляемый людьми сейчас, но он дороже, чем современные корма для животных.
Электричество, вырабатываемое солнечными батареями, расходуется на получение из воды и углекислого газа, содержащегося в воздухе, водорода, метанола и формиатов. Эти вещества потребляются бактериями, которые, размножаясь, формируют биомассу. На заключительном этапе из нее удаляются жирные кислоты, нуклеотиды и углеводы, в результате чего остается только чистый белок.
Исследователи отмечают, что процесс получения белков из микроорганизмов способен демонстрировать высокую производительность в регионах, условия которых плохо подходят или вообще непригодны для ведения сельского хозяйства. В то же время ученые признают, что распространению продуктов на основе белковой биомассы могут мешать проблема завоевания доверия потребителей и конкуренция с более дешевыми кормами.
