Microbi ed energia solare potrebbero produrre 10 volte più proteine delle piante

La combinazione di energia solare e microbi potrebbe produrre 10 volte più proteine rispetto a colture come la soia

@123rf/jezper

La combinazione di energia solare e microbi potrebbe produrre 10 volte più proteine rispetto a colture come la soia. Un nuovo studio, condotto dagli scienziati del Max Planck Institute of Molecular Plant Physiology di Potsdam, in Germania, ha stimato che questo mix potrebbe aprire la strada alla produzione alimentare del futuro, riducendo le missioni di gas climalteranti e l’inquinamento delle acque.

La sicurezza alimentare è una “questione critica” che l’umanità dovrà affrontare nei prossimi decenni con la popolazione globale che continua a crescere, i biocarburanti in competizione con le colture per la terra e circa 800 milioni di persone già denutrite. Inoltre, affrontare la crisi climatica sarà quasi impossibile senza ridurre le emissioni derivanti dalla produzione alimentare legata alla carne e ai prodotti caseari.

I microbi sono già usati per fare molti cibi comuni, come pane, yogurt, birra ma la nuova ricerca ha cercato di utilizzarli in un altro modo. Gli scienziati tedeschi, in particolare, hanno realizzato un concept che sfrutta l’elettricità dei pannelli solari e l’anidride carbonica catturata dall’aria per creare “carburante” per microbi, a loro volta “allevati” in piccoli bioreattori e infine trasformati in polveri proteiche secche.

Il processo fa un uso altamente efficiente della terra, dell’acqua e dei fertilizzanti e potrebbe essere utilizzato ovunque, non solo in paesi con forte sole o terreni fertili, sostengono gli scienziati.

In altre parole, essi hanno utilizzato l’energia solare – pulita e gratuita – per allevare microbi poi convertiti in proteine.

Il nostro modello include la generazione di elettricità fotovoltaica, la cattura diretta dell’aria di anidride carbonica, l’elettrosintesi di un donatore di elettroni, la coltivazione microbica e la lavorazione di biomassa e proteine. Mostriamo che, per unità di terra, la produzione può raggiungere una resa proteica superiore di oltre 10 volte e almeno il doppio della resa calorica rispetto a qualsiasi coltura di base.

Lo studio

Il team si è concentrato sui semi di soia, poiché questi sono legati alla distruzione delle foreste e sono usati anche per alimentare gli animali. Molte aziende stanno già producendo mangimi per animali attraverso i microbi, ma i batteri sono tipicamente alimentati con zuccheri provenienti da altre colture o metano o metanolo. La nuova analisi fornisce il primo confronto quantitativo tra uso del suolo ed efficienza energetica tra agricoltura tradizionale e sistemi di produzione microbica ad energia solare.

I ricercatori hanno utilizzato i dati sulle tecnologie di oggi per calcolare l’efficienza di ogni fase del processo, compresa l’acquisizione di CO2 dall’aria e la lavorazione dei microbi per produrre cibo che la gente poteva mangiare. Hanno scoperto che il sistema microbico utilizza solo l’1% dell’acqua necessaria per le colture e una piccola frazione del fertilizzante.

@Pnas

L’analisi ha stimato che il processo solare-microbico potrebbe produrre 15 tonnellate di proteine per ogni ettaro all’anno, sufficienti per nutrire 520 persone. Per fare un confronto, un ettaro di soia potrebbe produrre 1,1 tonnellate di proteine, nutrendo 40 persone.

La proteina microbica costerebbe come quella prodotta oggi attraverso agricoltura e allevamento ma gli scienziati sperano che che i futuri miglioramenti tecnologici ridurranno i costi.

La coltivazione della biomassa microbica, ricca di proteine e di altri nutrienti, può svolgere un ruolo vitale nel raggiungimento della sicurezza alimentare, mitigando al contempo l’impronta ambientale negativa dell’agricoltura. Qui analizziamo l’efficienza associata all’utilizzo dell’energia solare per la conversione della CO2 atmosferica dalla cattura diretta dell’aria nella biomassa microbica in grado di nutrire esseri umani e animali. Mostriamo che la produzione di alimenti microbici supera la coltivazione agricola di colture di base in termini di rese caloriche e proteiche per superficie a tutti i livelli di irraggiamento solare pertinenti. Questi risultati suggeriscono che gli alimenti microbici potrebbero contribuire in modo sostanziale ad alimentare una popolazione in crescita, spiegano gli scienziati.

Una soluzione che di certo sembra promettente ma che dovrebbe fa riflettere. Davvero dobbiamo ricorrere a tecniche così “drastiche” invece di cambiare il nostro sistema alimentare?

I risultati sono stati pubblicati su Pnas.

Fonti di riferimento: Pnas, The Guardian