Single cell methane protein - andam na ba ang kalibutan alang niini nga kabag-ohan sa mga sistema sa pagkaon?

Si James Waddell nakigsulti kang Dr. Jamie Hinks sa kabag-ohan sa pagkaon gamit ang usa ka selula nga protina gikan sa methane.

Single cell methane protein - andam na ba ang kalibutan alang niini nga kabag-ohan sa mga sistema sa pagkaon?

Sa kahayag sa Summit sa Sistema sa Pagkaon sa United Nations nga gipahigayon karong adlawa, nga nagtumong sa pag-amgo sa mas himsog, mas malungtaron, ug mas makiangayon nga mga sistema sa pagkaon, aduna nay pagkadinalian sa pagtukod og mga bag-ong pamaagi sa produksyon sa pagkaon kon ang katawhan nagtinguha nga makab-ot ang mas lig-on nga sistema sa pagkaon. Nakigsulti kami ni Dr. Jamie Hinks, Principal Research Fellow sa Singapore Center for Environmental Life Sciences Engineering (SCELSE), mahitungod sa iyang kasamtangan nga panukiduki gamit ang taas nga presyur nga biological nga mga sistema aron makahimo og taas nga kalidad nga single-cell nga protina gikan sa methane.

Dr. Hinks, unsaon nimo pagpatin-aw ang imong panukiduki bahin sa pagkaon nga hinimo gikan sa methane ngadto sa dili espesyalista?

Ang labing maayo nga paagi sa pagsugod sa pagsabut niini nga teknolohiya mao ang pagtan-aw sa pagkaon ug sugnod nga medyo mabaylo. Ang sugnod kay materyal nga adunay enerhiya nga magamit sa pagbuhat ug mapuslanong trabaho, naa man kana sa makina o sa organismo. Ang sugnod nga gikonsumo sa mga tawo, ug nga gitawag namon nga pagkaon, gikan sa biolohikal nga gigikanan ug, sa yano nga mga termino, gilangkuban sa biomass sa tanum o hayop. Kini nga biomass natipon samtang ang mga organismo mokaon ug motubo. Ang uban niini lami kaayo, sama sa mga uhong pananglitan.

Karon, gikan sa panan-aw sa mikrobyo, ang bisan unsang butang nga adunay enerhiya usa ka potensyal nga gigikanan sa pagkaon. Ang mga organismo nga nag-inusarang selyula naggamit sa daghang mga tinubdan sa enerhiya lakip ang mga dili biolohikal nga gigikanan ug nga daw dili kasagaran sa mga tawo. Pananglitan, ang mga mikrobyo makakaon sa mga metal ug mga basura nga kemikal sama sa mga solvent. Sa kaso sa pagkaon gikan sa methane, ang methane gigamit sa pagpakaon sa bakterya. Ang methane mahimo nga biologically o pinaagi sa geological nga mga proseso. Busa, ang pipila ka bakterya espesyalista sa pagkonsumo sa methane ug, samtang sila motubo, ang ilang biomass nahimong maayong tinubdan sa makaon nga protina. Kini nga mga bakterya gitawag nga methanotrophs nga nagpasabut nga "methane eaters".

Ang piho nga siyentipikanhong proseso gitawag nga methane oxidation sa methanotrophic bacteria. Ang methanotrophy natural nga mahitabo sa mga palibot diin anaa ang methane, sama sa mga humay o hydrocarbon seeps. Ang nagtubo nga mga methanotroph sa methane enriched nga mga kondisyon sa usa ka bioreactor nagtugot sa proseso nga mapahimuslan alang sa paghimo og protina. Ang methane mahimong usa ka by-product sa wastewater treatment o petroleum production. Ang proseso nga akong gi-research karon ug nga akong pauswagon mag-apply ug taas nga presyur aron madugangan ang solubility sa methane ug busa mas sayon ​​ug mas episyente ang pagpatubo sa mga methanotroph nga adunay mas gamay nga footprint.

Ngano nga importante kaayo ang pag-imbestigar niini nga proseso karon? Sa imong kaso, makahatag ka ba ug pipila ka pagsabot kon nganong kini makapainteres sa mga nasod sama sa Singapore?

Aw, ang malungtaron nga produksiyon sa pagkaon usa ka dako nga tiket nga butang karon ug kinahanglan naton tagdon ang tanan nga mga kapilian aron matubag ang nagkadako nga panginahanglan alang sa pagkaon, nga gitakda alang sa usa ka 60% nga pagtaas sa 2050. Ang gobyerno sa Singapore mipasalig nga matubag ang 30% sa mga panginahanglanon sa nutrisyon. sa 2030 sa "30 ni 30” tumong sa seguridad sa pagkaon. Kulang ang Singapore og igong kahinguhaan sa yuta alang sa tradisyonal nga agrikultura, mao nga ang mga proseso sa produksyon sa high-density nga protina kinahanglan nga ipakita sa umaabot nga food-security landscape sa Singapore. Bisan kung gipahibalo sa gobyerno sa Singapore kini nga desisyon sa wala pa ang COVID-19, ang pandemya nagpalig-on sa ideya sa seguridad sa pagkaon alang sa panguna.

Diyutay ra kaayo ang mga kakulang sa Singapore - ang mga kakulangan nga akong namatikdan mao ang kakulang sa mga tinned nga kamatis sa mubo nga panahon ug ang akong drum amp wala pa mahatud! Kini mga ginagmay nga mga kahasol. Bisan pa, ang multo sa kakulang sa pagkaon dili maayo sa kasagaran nga Singaporean, busa ang umaabot nga pagmatuod sa mga suplay sa pagkaon usa ka maayong lakang.

Sa unsang paagi kini nga tinubdan sa protina itandi sa tradisyonal nga pagkaon sa kahayupan? Ug mahimo ba nimo isulti kanamo kung giunsa kini nga proseso magamit ingon bahin sa usa ka bag-ong solusyon sa pagkonsumo sa pagkaon sa mga tawo?

Kini maayo nga itandi sa tradisyonal nga pagkaon sa kahayupan. Sa akong katapusan, ako nagtinguha sa paghimo sa usa ka talagsaon ug gipaayo nga proseso nga gipahaum sa mga panginahanglan sa Singapore. Karon, ako sa sinugdan nagtinguha sa pagpalambo niini nga proseso alang sa pagpakaon sa mananap. Nahibal-an nimo, aduna pa'y usa ka dako nga babag sa katilingban nga mabuntog sa dili pa mokaon ang mga tawo sa protina nga bakterya, ug pipila ka mga teknikal nga isyu aron mahuman, sama sa lebel sa nucleic acid. Busa, usa ka lakang sa usa ka higayon. Adunay daghang cool science nga buhaton sa kasamtangan. Nagtuo ako nga adunay pipila ka mga espesyal nga aspeto sa high-pressure metabolismo nga magdala og talagsaon nga mga benepisyo sa katapusan nga produkto, nga adunay mga kalidad sa kahimsog ug prebiotic. Itago ko kini sa akong dughan sa pagkakaron.

Ang ISC-IIASA Mabakod nga Sistema sa Pagkaon Nakita sa taho nga ang "pagpakaon sa usa ka nagtubo ug labi ka adunahan nga populasyon nanginahanglan pagtaas sa produktibidad sa tanum ug kahayupan ug pagkalainlain" ug nga "ang kabag-ohan nga nakapunting sa pag-abli sa bag-o ug alternatibo nga mga gigikanan sa pagkaon kinahanglan nga mapadayon ug mapadali", nga nahiuyon sa bag-ong mga teknik sama sa pagkaon gikan sa methane.

Apan mahimo ba natong hunahunaon nga kini nga pagkaon gikan sa proseso sa methane makadugang gyud sa kalig-on sa mga sistema sa pagkaon tungod kay mahimo usab nga mapalig-on ang atong pagsalig sa natural nga gas? Dugang pa, kung kini nga proseso palapdan, mahimo’g makunhuran ang panginahanglan alang sa yuta aron matamnan ang pagkaon alang sa kahayupan, apan dili ba kini makadugang usab sa mga pagbuga sa carbon dioxide?

Nindot nga mga pangutana. Sa imong una, sama sa akong gihisgutan, una nakong gisugyot ang paggamit sa methane gikan sa renewable resources diin ang methane kay biogenic nga gigikanan ug gihimo sa methanogenic single celled organisms nga gitawag og Archaea. Ug bisan dinhi, diin walay mas maayong gamit niini sama sa pagmugna og init o kuryente. Bisan kung ang non-biogenic methane waste streams compatible, wala nako makita nga kini nga klase sa produksiyon sa pagkaon usa ka drayber sa produksiyon o paggamit sa petrochemical.

Sa imong ikaduhang pangutana, sumala sa Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), ang radiative forcing capacity sa methane kay 86 ka pilo nga mas taas kaysa sa carbon dioxide. Busa, ang pag-convert sa methane ngadto sa carbon dioxide usa ka mas maayong palaaboton alang sa atong klima. Gisugyot nako ang paggamit sa mga sapa nga basura nga usa ka makatarunganon nga paggamit sa atong mga kahinguhaan, ug ang methane nga biogenic nga gigikanan usa ka mabag-o nga kapanguhaan.


Ang United Nations Food Systems Summit nagtumong sa mas himsog, mas malungtaron, ug mas patas nga mga sistema sa pagkaon, mao nga kami nagtuo nga ang "pros kay sa kontra" alang niini nga pamaagi, ug busa mahimo, taliwala sa uban pang mga bag-ong teknik, makatabang aron makab-ot ang Sustainable Development Mga tumong?

Hingpit, kini usa ka walay utok. Ang mga gas nga basura usa ka maayong paagi sa paghimo sa protina tungod kay kini dali nga kontrolon, medyo homogenous, ug dali nga ma-sterilize. Wala pay labot nga kini nga mga proseso taas kaayo nga densidad. Pananglitan, ang mga densidad sa produksiyon nga imong mahimo nga adunay methanogenic nga pagkakabig mao ang 4kg m3 h-1. Kana ang 4 ka kilo nga biomass sa usa ka metro kubiko kada oras! Aron mabutang kini sa panan-aw, ang mga tangke sa IBC (intermediate bulk containers) nga tingali imong nakita nga namakak bahin sa mga lugar nga industriyal mga usa ka metro kubiko. Katumbas kana sa usa ka baka, o tunga sa toneladang biomass, sa halos lima ka adlaw! Sa pagbuhi ug baka, nagkinahanglan kini ug mga 18 ka bulan ug nagkinahanglan ug mga usa ka ektarya nga yuta. Kini mga numero lamang nga naghimo sa pagtuon nga mapuslanon. Apan idugang niini ang daghang mga benepisyo sa kalikopan kauban ang kamatuoran nga kini usa ka etikal nga gigikanan sa protina, sa akong hunahuna kini naghimo alang sa usa ka makapadani nga teknolohiya.


Isip usa ka siyentista, unsa ang gusto nimo nga masabtan sa mga magbubuhat sa palisiya aron mahimo nga labi ka lig-on ang atong mga sistema sa pagkaon?

Gusto nako nga masabtan sa mga magbubuhat sa palisiya nga kinahanglan naton nga molihok dayon aron mahimo ang usa ka pagbalhin sa labi ka lig-on nga sistema sa pagkaon. Kinahanglan natong buntogon ang daghang mga babag sa kultura aron makab-ot ang gipaayo nga sistema sa produksiyon sa pagkaon. Ang polisiya kinahanglan nga flexible ug suportado, ug ang mga prayoridad nga pondo alang sa pinakabag-o nga panukiduki kinahanglan nga magamit, mas maayo sa paagi nga nagsuporta sa junior ug mid-career nga tigdukiduki nga mas epektibo.

Jamie Hinks si Dr
Si Dr. Jamie Hinks usa ka Principal Research Fellow sa Singapore Center for Environmental Life Sciences Engineering (SCELSE), gipondohan sa gobyerno sa Singapore (ang National Research Foundation, ang Ministry of Education, ang Nanyang Technological University, ug ang National University of Singapore). Siya kaniadto naghupot sa posisyon sa Senior Research Fellow sa SCELSE. Sa wala pa niana, si Dr. Hinks usa ka Research Fellow sa Nanyang Technological University sa Singapore.

@jamiehinks5

Image sa Megumi Nachev on Unsplash

TAN-AWA ANG TANANG KAUGNAY NGA MGA BUTANG

  • nga pagpasabot: Ang mga paghubad awtomatik nga gihimo sa Google Translate ug mahimong adunay mga sayup. Ang ISC dili manubag sa bisan unsang kadaot o isyu nga mahimong motumaw gikan niini nga mga hubad. Mahimo nimong ihatag ang imong feedback pinaagi sa pag-email kanamo sa webmaster@council.sensya
    Mubo nga sulat: Palihug timan-i nga ang 'Science Summit sa UN General Assembly' sa Septiyembre 2023 dili usa ka panghitabo sa International Science Council. Ang International Science Council walay asosasyon niini nga kalihokan o sa tig-organisar sa kalihokan.
    • Laktaw ngadto sa sulod