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2021年1月1日 Mark著

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将来の食料安全保障は、世界中の政府と科学者の両方を悩ませる問題です。 20世紀には、地球の人口は4倍に増加し、2050年までに100億人に達すると推定されています。この膨大な増加は、農業生産能力に大きな課題と増大するプレッシャーをもたらすでしょう。そのため、農業以外にも、空気から食料を生産するという将来の技術など、革新的な食品製造技術の開発を促さざるを得ませんでした。

農業は広大な陸地を占め、膨大な量の水を消費します。 また、農業による食料生産は、世界的な温室効果ガスの排出に高い割合で貢献しています。

農業は広大な陸地を占め、膨大な量の水を消費します。 また、農業による食料生産は、世界的な温室効果ガスの排出に高い割合で貢献しており、比較すると、この排出量は、自動車、トラック、航空機、鉄道など、輸送部門全体の排出量よりも大きくなっています。

タイトル

植物は光合成と呼ばれるプロセスによって栄養を得ます。植物は、太陽光、水、大気中の二酸化炭素を食料に変換し、この化学反応の副産物として酸素を放出します。このプロセスは「葉緑体」で起こります。植物は太陽光のエネルギーを利用して水を水素と酸素に分解し、食料源として使用するグルコース糖を生成する他の化学反応が発生し、植物から酸素が大気中に放出されます。つまり、植物は複雑な化学反応を通して二酸化炭素を食料に変換します。光合成は地球上で最も重要な化学反応の1つであり、過去には地球の進化と生命の誕生に役立ちました。植物は二酸化炭素を使って食料を作り、他の生物が呼吸するのに役立つ酸素を放出しています！

サブタイトル

このプロセスは、1960年代にNASAの科学者に、火星への旅行などの長期宇宙ミッションで宇宙飛行士に食料を与えるというアイデアを検討するきっかけを与えました。有望なアイデアの1つは、植物ではなく、宇宙飛行士が生産する二酸化炭素を通して食料を製造することでした。細胞レベルで、大量の栄養価の高いタンパク質を無味の粉末の形で生成することができる微生物を通してです。この物質は、私たちになじみのある食品の製造にも使用できます。

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植物界とは異なり、これらの微生物は、植物が栄養を得るために行う光合成プロセスのように、光を使用しません。つまり、暗闇でも成長することができます。これらの細菌は「水素栄養菌（Hydrogenotrophs）」と呼ばれ、水素を燃料として二酸化炭素から食料を生成します。宇宙飛行士が二酸化炭素を生成すると、微生物がそれを捕捉し、他のインプットとともに、炭素が豊富な食料に変換されます。これにより、閉ループの炭素サイクルを実現することができます。

サブタイトル

NASAの研究から半世紀以上が経過した現在、エアプロテイン（Air Protein）やソーラーフーズ（Solar Foods）を含む合成生物学分野のいくつかの企業が、炭素排出量を伴わない持続可能な食品の新世代の開発に取り組んでいます。これらの食品は宇宙飛行士だけにとどまらず、地球上のすべての人々に広がり、農地に依存することなく、数ヶ月ではなく短期間で生産されるでしょう。これは非常に迅速に食品を手に入れることができることを意味します。また、現代の垂直農業技術と同様に、これらの微生物を通して垂直方向に食料を製造することも可能になります。これは、同じ面積からより多くの食料生産ができることを意味します。

人間の食料は、次の3つの主要なタイプで構成されています。

• タンパク質
• 炭水化物
• 脂肪

タンパク質はアミノ酸で構成されており、アミノ酸は人体に20種類存在し、そのうち9種類は食品から摂取する必須アミノ酸です。アミノ酸は主に次のもので構成されています。

1. 炭素
2. 水素
3. 酸素
4. 窒素

窒素が空気の78％を占めていることに注目してください。また、水素は水の電気分解を通して入手できます。理論的には、炭素を空気中から取り出してこれらの酸を形成することが可能です。炭素はアミノ酸のバックボーンであり、地球上の生命は、長い炭素鎖を形成する能力を持っている炭素に基づいています。そして、これは微生物が、一連の複雑な化学反応を通して二酸化炭素からアミノ酸を合成するときに行うことです。タンパク質が豊富な食事を作ることに加えて、これらの微生物は、さまざまな用途を持つオイルなどの他の製品も生成します。

別の投稿

2020年12月23日 Jacob著

現在、多くの企業がこれらの微生物をより深く研究しており、食料のために培養しています。 2019年、米国企業のエアプロテインの研究者たちは、空気中の二酸化炭素を、農業用地を必要とせず、主に空気に依存する人工のタンパク質ベースの肉に変換することに成功したと発表しました。

さまざまな種類の肉が製造されました

これらの研究者たちは、発酵に似たプロセスで、空気と再生可能エネルギーをインプットとして使用し、9つの必須アミノ酸を含み、ビタミンやミネラルが豊富で、ホルモン、抗生物質、殺虫剤、除草剤を含まないタンパク質を生成しました。

そして、家禽、牛肉、シーフードを含むさまざまな種類の肉が、温室効果ガスの一種であるメタンを排出する牛の飼育とは対照的に、炭素排出量なしで製造されました。

新しい機能

2020年12月14日 Jacob著

また、フィンランド企業のソーラーフーズは、空気からタンパク質を生成する技術を開発しました。このプロセスは、水を電気分解によって水素と酸素に分解することから始まります。水素は、光合成を使用して植物を成長させるよりも効率的に、空気中の二酸化炭素と窒素をタンパク質が豊富な有機物に変換するためのエネルギーを細菌に供給します。このタンパク質は小麦粉に似ており、「ソレイン（Solein）」と呼ばれています。

現在、同社は欧州連合に食品のライセンスを取得するために、食品に関するデータを収集しています。また、2021年に商業生産を開始する予定です。同社は、電気と二酸化炭素という基本材料を使用することで、環境に優しい食品を生産することに関心があり、これらの食品は、土地や水の使用から、作物の施肥や家畜の飼育による排出まで、伝統的な農業の環境への悪影響を回避できると説明しています。

したがって、微生物由来のタンパク質は、

• 将来の世界的な食料需要の増加に、実現可能な解決策を提供するでしょう
• 将来の食品工場は、より効率的で持続可能になるでしょう
• 火星への旅行における宇宙飛行士と、2050年の地球上のすべての人々に食料を供給できるようになるでしょう

微生物が未来の工場になり、未来の食料が空気から作られると想像してください！ そして、2050年は今日の私たちの世界とはまったく異なるでしょう。 それは、食料のための農業も家畜飼育もない世界です！ それは空想のように思えるかもしれませんが、不可能ではありません！