Възраждане на стара технология може да реши световния проблем с палмовото масло

Палмовото масло е най-популярното растително масло в света. Съдържа се в половината от всички стоки в супермаркетите и в седем от всеки 10 продукта за лична хигиена. То придава на тортила чипса неговата хрупкавост, на миещите препарати тяхната почистваща сила и на пастата за зъби нейната кремообразност. Използва се и като биогориво. От 2016 г. насам световното потребление на палмово масло се е увеличило със 73%.

И все пак, палмовото масло и нестихващият апетит към него са проблем. Изсичането на гори, за да се направи път за плантации с маслодайна палма (Elaeis guineensis), е основен причина за обезлесяването в тропиците. Между 1972 г. и 2015 г. Индонезия и Малайзия - най-големите производители на палмово масло в света, са загубили съответно 16% и 47% от своите гори заради добива на маслото. Обезлесяването е свързано с множество екологични проблеми, като изменение на климата, проблеми с плодородието на почвата, лошо качество на водата и др. Биологичното разнообразие също понася тежък удар. Проучванията сочат, че разнообразието на бозайниците намалява с до 90%, когато горите се изсичат, за да бъдат засадени с маслодайни палми.

Въпреки това, изглежда може да има алтернатива на палмовото масло, която е също толкова многостранна, но не толкова опасна - масло, произведено от микроби.

В миналото учените вече са търсили алтернативни източници за получаване на хранително масло, казва Филип Арбтер, биотехнолог от Техническия университет в Хамбург, Германия.

Когато маслото и свинската мас стават оскъдни през Първата световна война, немски изследователи откриват, че някои видове дрожди също произвеждат мазни липиди. Властите скоро създават две фабрики, посветени на производството на паста с високо съдържание на мазнини, която се използва „при печенето на хляб - в тесто вместо мазнина, за намазване върху хляб вместо масло.”

Тези усилия обаче приключват с края на войната, когато отново има достатъчно доставки от растения и животни, казва Арбтер.

Но интересът към микробните масла – тези, направени от дрожди, както и от други микроорганизми като водорасли – се възражда през последните години като екологичен заместител на палмовото масло, който изглежда по-жизнеспособен от другите растителни масла.

„Технологията всъщност е много стара, но никога не е била внедрена в индустрията и винаги съм се чудил защо, тъй като има голям потенциал“, казва Арбтер. Например, казва той, микробите могат да се отглеждат бързо в контролирана среда и да се добиват потенциално големи количества масло. По-рано тази година той става съосновател на Colipi, една от малкото нововъзникващи компании, които отглеждат микроби за производство на синтетична версия на палмово масло.

Трудно можем да победим палмата. Преди всичко, това е изключително ефективна култура, което е и причината палмовото масло да е толкова евтино в сравнение с други масла. Един акър маслодайни палми може да произвежда повече от 1,35 тона палмово масло годишно, поне шест пъти повече от други хранителни масла. Нещо повече, маслодайната палма се чувства отлично през цялата година в тропиците, расте в голямо разнообразие от почви и е многогодишна (с продължителност до 25 години), което я прави „по-продуктивна от едногодишните растения като фъстъци, соя и други маслодайни култури “, казва екологът Ерик Мейард, съпредседател наРаботната група за маслодайни култури в Международният съюз за защита на природата и природните ресурси (IUCN).

Но палмовото масло е уникално, защото съдържа приблизително равни части наситени и ненаситени мазнини, което го прави изключително стабилно химически. Това осигурява дългия срок на годност на пакетираните храни.

Тези качества правят намирането на подходящ заместител донякъде свещен граал, въпреки че микробното масло с липиден профил, подобен на палмовото масло, може лесно да се справи със задачата.

Досега учените са идентифицирали повече от 40 водорасли и 70 вида дрожди, за които е известно, че са богати на масло. За да се добие това масло в лабораторията, първо трябва да се отгледат микробите, обикновено в паничка на Петри, преди да се прехвърлят в стъклени колби. Те се хранят с кислород и захар – всичко, вариращо от тръстикова захар до меласа, което задейства процеса на ферментация и кара клетките да се размножават. Когато микробите достигнат критична маса (което отнема няколко дни), колбите са отварят, за да се събере маслото.

Но оптимизирането на процеса, за извличане на възможно най-много масло, е сложен.

Серафим Папаниколау от Аграрния университет в Атина, лидер в областта на изследването на маслените дрожди, казва, че има много фактори, от които зависи това: микробен щам, температура на културата, скорост на разбъркване, количество на аерация, тип суровина и честота на хранене, и метод на клетъчен лизис, само за да назовем няколко.

Ако се направи правилно обаче ползите може да са много. Преди това Папаниколау е достигал добив на масло до 83%, или 8,3 грама масло за всеки 10 грама мая – „най-добрият описан резултат“, казва той. Но като цяло „не е много трудно да се получат количества от 50 до 55%“.

Тези потенциално високи добиви донякъде са това, което прави микробното масло толкова привлекателно като алтернатива на палмово масло.

Освен това, микробните масла обещават да бъдат по-екологични от палмовото. Микроорганизмите могат да се култивират независимо от климатичните условия и без нужда от големи участъци земя, казва Уилям Чен от Технологичния университет “Нанянг” в Сингапур. „По принцип се нуждаете от биореактор… толкова е лесно“, казва той.

Отглеждането на микроби, които се хранят с отпадъчни материали, може допълнително да повиши устойчивостта, казва Чен. Неговият екип, например, проучва дали традиционните културни среди, използвани за отглеждане на микроводорасли, могат да бъдат заменени с отпадъците от зърнодобив или соя. По същия начин изследователи от NextVegOil в Германия съобщават, че произвеждат масло от гъбата Ustilago maydis, хранена с остатъци от реколтата от царевица, докато маслото на базираната в Нидерландия стартираща фирма NoPalm се извлича от дрожди, които ферментират картофени обелки и неизползвани зеленчуци.

Кристофър Чък, инженер-химик в Университета в Бат, Англия, който прекарва почти десетилетие в работа върху микробно масло, казва, че те получават „най-добрите си резултати от гледна точка на устойчивост и ефективност“, като използват хранителни остатъци, като например краищата на хляба.

Може би едно от най-големите предимства на микробното масло е, че организмите, които ги произвеждат, може да се манипулира с помощта на инженерните и компютърни инструменти на синтетичната биология. Въпреки че съотношението на наситени към ненаситени мазнини трябва да се поддържа близо до 50/50, за да се имитират свойствата на палмовото масло, изследователите имат свободата да играят с видовете мазнини във всяка категория. Те биха могли например да заменят палмитиновата киселина, предизвикваща холестерол, с относително по-здравословна наситена мастна киселина, като стеаринова киселина, като по този начин създадат по-желано на потребителския пазар масло. И то по-бързо, тъй като всичко се случва за няколко седмици в лаборатория.

Повечето стартиращи фирми за микробни масла се стремят първите им продукти да са в сектора на красотата и козметиката, а не в хранително-вкусовата промишленост, поради по-високите ценови диапазони и сравнително по-малкото регулации.

Очаква се до 2050 г. производството на палмово масло да се утрои до 240 милиона тона, световното население да нарасне до близо 10 милиарда през това време, а търсенето на липиди да се увеличи три до четири пъти. „Имаме основание да действаме наистина бързо и да представим тези решения на света”, казва Шара Тику, главен изпълнителен директор и съосновател на C16 Biosciences, стартираща компания за микробни масла, базирана в Ню Йорк, подкрепена от Бил Гейтс.