Transformarea deșeurilor alimentare folosind tehnologii durabile ar putea produce suficiente proteine pentru a face față crizei alimentare globale și multe altele, arată o nouă cercetare.
Inovatorii din domeniul alimentar lucrează din greu pentru a găsi modalități elegante de a utiliza ingrediente care altfel nu ar fi ajuns în consumul uman.
Luați start-up-ul israelian de tehnologie alimentară Mush Foods, care și-a dezvoltat ingredientul proteic din miceliu, numit 50CUT, care este cultivat din fluxurile secundare din producția de cafea, bere, soia și porumb. Sau ÄIO din Estonia, care reciclează rumegușul și alte produse secundare din industria lemnului și a agriculturii, în uleiuri și grăsimi alternative.
Nu numai că aceste soluții sofisticate promit să reducă impactul asupra mediului și să îmbunătățească acreditările nutriționale ale producției alimentare actuale, dar pot oferi și surse alternative de venituri.
Cercetătorii de la King’s College din Londra sunt de acord că transformarea fluxurilor de deșeuri în proteine folosind noile tehnologii ar putea rezolva malnutriția, ar putea reduce presiunea asupra agriculturii și lanțurilor de aprovizionare cu alimente cauzate de pandemia COVID-19 și ar putea lupta împotriva schimbărilor climatice.
Noua lor lucrare, publicată în Green Chemistry, susține că este prima dată când cercetătorii au revizuit pe larg tehnologiile durabile de transformare a deșeurilor în proteine, care transformă trei fluxuri principale de deșeuri organice, incluzând aici reziduurile agricole (partea neutilizată a plantei de cultură), deșeurile provenind din industria alimentară și a băuturilor și deșeurile și fracția organică a deșeurilor solide municipale (adică deșeurile de bucătărie).
Cercetătorii au analizat trei tehnologii durabile diferite de transformare a deșeurilor în proteine: proteine microbiene, insecte ca bio-convertoare și tratamente bio-fizico-chimice. Ei au ajuns la concluzia că utilizarea doar a unuia dintre aceste procese pentru a transforma deșeurile alimentare agricole ar putea furniza de trei ori cantitatea de proteine de care are nevoie o persoană obișnuită pentru a hrăni fiecare persoană din lume, în fiecare zi.
Prima autoare Ellen Piercy, de la King’s College din Londra, a declarat: „Reducerea deșeurilor noastre prin crearea unei economii alimentate de natură este crucială pentru combaterea schimbărilor climatice. În prezent, aruncăm miliarde de tone de deșeuri organice perfect utilizabile în fiecare an, dar utilizând bio-convertoare durabile putem transforma aceste deșeuri alimentare într-o resursă valoroasă de proteine.”
Perturbarea recentă a lanțurilor globale de aprovizionare cu alimente a crescut semnificativ numărul estimat de persoane care suferă de malnutriție de la 841 milioane la 909 milioane până în 2030, a adăugat ea. Cu toate acestea, anual sunt produse 1,3 miliarde de tone de alimente risipite și 11,1 miliarde de tone de reziduuri de culturi, cum ar fi paiele de grâu.
Numai în Marea Britanie, 1,5 milioane de tone de deșeuri organice sunt create din producția de alimente, cum ar fi carnea, lactele, fructele și produsele de bere.
Prin urmare, noile tehnologii de transformare a deșeurilor în proteine oferă surse alternative promițătoare de proteine care ar putea crește durabilitatea și securitatea alimentară, abordând în același timp și malnutriția globală, au subliniat autorii studiului.
Fermentarea este o tehnologie care ar putea face diferența. Agricultura produce 8 miliarde de tone de deșeuri de carbohidrați în fiecare an, dar dacă aceste deșeuri ar putea fi fermentate pentru a face ceva asemănător micoproteinei, aceasta ar produce aceeași cantitate de proteine care ar putea fi obținută de la 5 miliarde de vaci – de trei ori mai multe vaci decât există pe planeta chiar acum.
Pentru industria alimentară, principalul flux de deșeuri care ar putea fi utilizat vor fi subprodusele procesului de producție alimentară, a declarat Piercy pentru FoodNavigator.
„Două exemple evidențiate în lucrare includ produsele secundare din cereale din industria fabricii de bere și părțile necomestibile ale creveților (cum ar fi coaja și capul), din industria pescuitului de creveți. Totuși, acestea sunt doar două exemple și procesarea alimentelor produce deșeuri în fiecare etapă. De exemplu, unele culturi se strică în timpul tranzitului, altele au dimensiuni, forme sau culori ciudate, iar unele își depășesc termenele limită pe rafturile supermarketurilor. Toate aceste tehnologii organice ar putea fi aplicate unui sistem de deșeuri pentru ale transforma în proteine.
„Pentru proteinele microbiene, evidențiem că 80 de specii potențiale sunt cercetate în scopul transformării deșeurilor în proteine. Acestea includ specii de bacterii, ciuperci, drojdii și alge.”
Alte tehnologii includ folosirea insectelor pentru a ingera deșeurile alimentare pentru a crește și apoi recoltarea lor pentru consumul uman și animal. Aceste tehnologii sunt deosebit de eficiente deoarece produc un nivel ridicat de proteine care sunt viabile din punct de vedere nutrițional, potrivit cercetătorilor.
„Viermii de făină și musca soldat neagră par să fie cele mai populare opțiuni pentru cercetarea insectelor ca bio-convertoare”, a spus Piercy. „Au fost aprobate pentru consumul alimentar uman în UE, ceea ce ar putea ajuta la accelerarea aplicării acestei opțiuni tehnologice. Tratamentele biofizico-chimice includ tehnologii precum tehnicile de separare, tratamentul cu enzime și extracția asistată cu microunde.”
Dr. Miao Guo de la King’s College din Londra, coautor al studiului a adăugat: „Deșeurile organice provenite din industria alimentară sau din sectoarele agricole sunt o resursă valoroasă. Deșeurile pot fi recuperate ca produse de mare valoare, cum ar fi proteinele. Tehnologiile de transformare a deșeurilor în proteine ar putea oferi alternative promițătoare de proteine pentru a ajuta la atenuarea crizei alimentare globale și a foametei. Cercetarea noastră sugerează că, dincolo de orice tehnologie individuală, este foarte important să se integreze sinergic tehnologiile și să se optimizeze recuperarea proteinelor din diverse fluxuri de deșeuri. Această lucrare reprezintă o provocare interdisciplinară care poate fi abordată doar prin eforturi comune ale oamenilor de știință, inginerilor, care lucrează împreună cu industria și guvernele.”
Barierele de reglementare împiedică dezvoltarea tehnologiilor
Cu toate acestea, există multe provocări care împiedică cele mai recente soluții tehnologice să devină soluții practice la scară. De exemplu, lipsa instalațiilor de fermentație la nivel mondial creează un blocaj în bioproducție și încetinește creșterea, a dezvăluit un nou raport de la Synonym Bio. Percepția publicului asupra proceselor de transformare a deșeurilor în proteine și proteine alternative trebuie să se schimbe. În plus, standardele de igienă de calitate și siguranță stabilite de reglementări variază semnificativ de la o țară la alta, potrivit autorilor studiului.
„Tehnologiile oferite pentru a transforma aceste fluxuri de deșeuri în proteine de calitate alimentară și furajeră ierarhizează și ele prin ele înseși, posibilitățile de a fi puse în aplicare și intervalul de timp în care s-ar putea obține acest lucru”, a spus Piercy. „Cu toate acestea, pentru tehnologiile cu niveluri ridicate de pregătire, principalul decalaj cu care se confruntă aplicațiile industriale pare să fie procesele noi de reglare a proteinelor. Aplicarea pentru statutul de aliment nou poate fi un proces costisitor și consumator de timp. În plus, procesul de reglare diferă între regiuni, fără un sistem standardizat, care poate acționa ca o barieră în calea implementării noii proteine. Procese de reglementare mai clare și sisteme de aprobare mai standardizate ar putea ajuta la atenuarea acestei bariere actuale.”
Un alt autor al studiului, Miao Guo, ne-a spus: „Lacunele actuale, în opinia mea, sunt integrarea sistemului tehnologic pentru a permite o tehnologie rentabilă pentru recuperarea deșeurilor. Fluxurile deșeurilor alimentare includ fluxuri secundare bogate în carbon/bogate în nutrienți din procesarea alimentelor, inclusiv fluxuri solide, lichide sau gazoase, de exemplu, apele uzate din fermentație, precum și deșeurile agricole lignocelulozice de la culturile de bază, cum ar fi grâul și paiele de orez.
Ce vor face consumatorii, din alimentele obținute din deșeuri?
Ca parte a revizuirii, cercetătorii au luat în considerare analiza percepției consumatorilor.
„Percepțiile despre deșeurile care se transformă în proteine variază foarte mult în funcție de țară și cultură și, prin urmare, ar fi recomandată o abordare țintită”, a spus Piercy. „Am sugerat că regiunile cu o istorie puternică de consum de insecte ar putea fi candidați buni pentru insecte ca bio-convertoare, cum ar fi Asia de Sud-Est și Africa. Prin contrast, Europa și America de Nord au o istorie de consum de proteine microbiene, prin urmare, fluxurile de deșeuri în proteine de fermentație microbiană ar fi recomandate.
„Articolul discută despre proteine de calitate alimentară și furajeră, totuși deșeurile în proteine de calitate furajeră pare să fie un concept mai ușor de acceptat în această perioadă actuală de timp. Cu toate acestea, în ceea ce privește conceptul de transformare a deșeurilor în proteine, pare să existe o atitudine din ce în ce mai pozitivă față de proteinele alternative, în conformitate cu schimbarea gradului de conștientizare a consumatorilor în ceea ce privește durabilitatea.”
Referință: „Un sistem durabil de transformare a deșeurilor în proteine pentru a maximiza utilizarea resurselor reziduale pentru dezvoltarea de soluții de proteine de calitate alimentară și furajeră”, revista Chimie verde, DOI: 10.1039/d2gc03095k
