Microbiologie in hapklare porties
Eiwit uit planten of microben: wat is beter?
Stel: je krijgt één hectare land, en je moet zoveel mogelijk mensen met dat stuk te eten geven. Sommigen zullen er koeien op houden – van een grote koe eten velen! Maar een koe moet veel gras eten, en voor dat gras heb je veel oppervlakte nodig. Zo kan je maar weinig koeien houden. Om maar niet te spreken van het lange wachten met een lege maag totdat de koe groot genoeg is om te slachten.
Sojabonen misschien? Er is geen plant zo rijk aan eiwitten als soja, en de plant is voor veel mensen dé dagelijkse bron van eiwitten. Op één hectare land produceer je ruim 1000 kilo eiwit in een jaar, genoeg voor 40 mensen! Dat is al een stuk beter. Maar… geloof je me als ik zeg dat we nog tien keer zoveel mensen kunnen voeden met jouw hectare? Ik introduceer: Eencelligen-Eiwitten uit Zonnepanelen (EEZ)!
Eencelligen Eiwitten uit Zonnepanelen?
Eiwitten zijn een van de bouwstenen die elk organisme nodig heeft om te leven, microben incluis. Eencellige organismen zijn populair in de biotechnologie omdat ze snel groeien, goedkoop te voeden zijn, weinig plek innemen en ze zijn betere chemici dan wij ooit van zouden kunnen dromen. Dat maakt ze tot fantastische micro-fabrieken. Zulke eiwitten uit micro-organismen kan je al in de supermarkt kopen: kijk eens bij de vegetarische sectie, daar vind je vast “Quorn”. Die snack wordt gemaakt van de schimmel Fusarium venenatum, die we voeden met suikers uit tarwe.
Het verschil tussen Quorn en onze nieuwe technologie, EEZ, is de voedingsbron. De producten in de winkel worden voornamelijk gemaakt met suikers uit planten, of met bijproducten uit de aardolie-industrie. Bij EEZ is dat niet meer nodig: zonnepanelen kunnen de energie leveren om bacteriën te laten groeien. Op die manier kunnen zonnepanelen en microben samen biomassa produceren, dat kan dienen als veevoer of eten voor ons.
EEZ worden geproduceerd in vier stappen. Als eerste wordt elektrische energie opgewekt uit zonnestraling met zonnepanelen. Daarna wordt deze elektrische energie omgezet in chemische energie, bijvoorbeeld door de elektro-chemische productie van waterstof, formaat of methanol. In een derde stap is deze chemische energie het voedsel van micro-organismen. Als laatste worden de eiwitten gezuiverd uit de volgroeide microben: vetten, suikers en DNA worden weggefilterd. Het eindproduct is een rijke voedingsstof voor dier en mens!
De test: EEZ, Quorn en Sojabonen
Ik had het eerder al over sojabonen: dé plantaardige eiwitleverancier, met 13% puur eiwit. Microbieel eiwit vanuit plantenmateriaal (zoals Quorn) of vanuit zonnepanelen (EEZ) kunnen nog efficiënter zijn. Maar hoeveel?
Dorian Leger en zijn collega’s onderzochten hoeveel eiwit we per hectare land kunnen produceren met deze drie methodes. Als we de hele hectare gebruiken als akker voor sojabonen, produceren we 1.1 ton eiwit per jaar – genoeg voor veertig mensen. Als we Quorn maken, moeten we een beetje ruimte maken (6%) op onze hectare voor de installaties met microben. Dat schaadt de productie nauwelijks: van jaarlijks 2.7 ton eiwit kunnen bijna honderd mensen eten. Voor EEZ is het ruimtegebruik wat ingewikkelder: 66% gebruiken we voor zonnepanelen, 24% voor productiegebouwen en nog 10% is nodig om extra CO2 te vangen, waarmee de microben harder kunnen groeien. Deze methode zou 15 ton eiwit per jaar moeten opleveren, goed voor ruim 500 mensen. Dat is dus meer dan tien keer zoveel als met sojabonen!
Microben: Eiwit van de Toekomst?
De EEZ-technologie is dus ruimte-efficiënt en levert hogere opbrengsten dan conventionele methoden. Er zitten ook veel B-vitaminen in de meeste microben, die je met plantaardige diëten mist. De verhouding van verschillende aminozuren bij microbiële eiwitten is gunstig en we kunnen veel micronutriënten uit bacteriën en schimmels halen, bijvoorbeeld ijzer, zinc, calcium, fosfor, kalium, natrium, magnesium, koper en mangaan. Daarnaast weten we veel meer over het genetische aanpassen van micro-organismen dan bij planten: dat betekent dat we nog veel kunnen verbeteren aan het EEZ-systeem.
Voordat je zegt: “Bah, ik eet geen bacillen, daar word je ziek van!” – bacillen zijn een belangrijk onderdeel van ons dieet. Gist is onmisbaar voor brood, bier & wijn, melkzuurbacteriën voor yoghurt en kaas, en de schimmel Aspergillus oryzae voor sojasaus.
Dus… Waarom eten we dit wondermiddel nog niet? Daar komt de menselijke kant om de hoek kijken. De kosten van een kilo EEZ-eiwit schatten de auteurs rond de €3,50-€4,50. Sojabonen worden voor zo’n 85 eurocent per kilo verhandeld, dus daarmee is niet te concurreren. Toch eten we ook erwten (€4,50), weipoeder (€6) en Quorn (€11). Het lijkt er dus op dat het een kwestie van tijd is, voordat EEZ-eiwit als duurzame en prijsvriendelijke eiwitbron op de markt komt!
Featured image: Author’s design
Vertaald door: Steven Pilon
micro-bites.org 