Cu lactate fără componente de origine animală și alternative de carne vegetariană deja prezente pe piață, este evident cum biotehnologia poate revoluționa industria alimentară. Progresele în ingineria genetică permit utilizarea microorganismelor pentru a produce alimente vegane care sunt sănătoase pentru consumatori și mai prietenoase cu mediul înconjurător. Un exemplu concret al acestor inovații este introducerea chiftelei din mucegai, scrie stiripesurse.ro
Ciupercile reprezintă una dintre cele mai promițătoare surse de alimente inovatoare, fiind un regn divers de organisme care produc natural o gamă largă de proteine gustoase și nutritive, grăsimi, antioxidanți și molecule de aromă.
Vayu Hill-Maini, un bioinginer specializat în științele biosferei la Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) din SUA, explorează noi posibilități pentru arome și texturi inovatoare, folosind modificări genetice ale ciupercilor.
Una dintre cele mai promițătoare surse de alimente inovatoare sunt ciupercile, organisme diverse care produc natural o gamă largă de proteine gustoase și nutritive, grăsimi, antioxidanți și molecule de aromă. Transformându-și abilitățile culinare în expertiză în bioinginerie, Vayu Hill-Maini, cercetător asociat în domeniul științelor biosferei la Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) din SUA, explorează noi arome și texturi realizabile prin modificarea genelor prezente în ciuperci.
„Cred că un aspect fundamental al biologiei sintetice este să valorificăm beneficiile oferite de organisme care s-au adaptat să îndeplinească anumite funcții”, a declarat Hill-Maini, cercetător postdoctoral la UC Berkeley în laboratorul condus de expertul în bioinginerie Jay Keasling.
„Ceea ce încercăm să realizăm este să identificăm substanțele produse natural de ciupercă și să încercăm să valorificăm și să îmbunătățim aceste caracteristici. Consider că este important să ne concentrăm pe această perspectivă, pentru că nu este necesar să introducem gene din specii complet diferite. Cautăm modalități de a ajusta și îmbunătăți ce există deja”, a explicat el, conform Eurek Alert.
Într-un studiu recent publicat în Nature Communications, Hill-Maini și colegii săi de la UC Berkeley, Institutul de Bioenergie Comună și Centrul Novo Nordisk Foundation pentru Biosustenabilitate au investigat o ciupercă multicelulară cunoscută sub numele de Aspergillus oryzae sau mucegaiul koji, folosit de secole în Asia de Est pentru a fermenta amidonurile și a produce produse precum sake, sos de soia și miso.
Inițial, echipa a utilizat tehnologia CRISPR-Cas9 pentru a dezvolta un sistem de editare genetică care să permită modificări consistente și reproductibile ale genomului mucegaiului koji. După stabilirea acestui set de instrumente de editare, au aplicat sistemul pentru a efectua modificări menite să transforme mucegaiul într-o sursă alimentară.
În primul rând, Hill-Maini s-a concentrat pe creșterea producției de hem, o moleculă pe bază de fier prezentă în multe forme de viață, dar cel mai des întâlnită în țesuturile animale, care oferă cărnii culoare și gustul specific. Apoi, echipa a îmbunătățit producția de ergotioneină, un antioxidant prezent doar în ciuperci, asociat cu beneficiile pentru sănătatea cardiovasculară.
După aceste modificări, ciuperca, care inițial era albă, a devenit roșie. Prin simpla pregătire, îndepărtarea excesului de apă și măcinarea, ciuperca rezultată a putut fi transformată în chifteaua din mucegai, apoi prăjită și utilizată în diverse preparate culinare.
Următorul obiectiv al lui Hill-Maini este să îmbunătățească și mai mult textura ciupercii prin ajustarea genelor care controlează structura sa.
„Credem că există oportunități ample pentru a explora textura modificând morfologia celulelor asemănătoare fibrelor. Astfel, putem programa fibrele să fie mai lungi, oferind o experiență culinară mai similară cu cea a cărnii. În plus, ne gândim să îmbunătățim compoziția lipidică pentru o senzație mai plăcută în gură și o mai bună valoare nutritivă. Sunt extrem de entuziasmat de perspectivele de a continua să experimentăm cu ciupercile, ajustându-le structura și metabolismul pentru a obține alimente inovatoare”, a explicat Hill-Maini.
Deși acestea sunt doar începutul explorării potențialului ciupercilor în crearea unor alimente noi, aceasta demonstrează imensul potențial al acestor organisme ca surse de proteine ușor de crescut, care evită complexitatea ingredientelor din surogatele de carne actuale, precum și obstacolele de cost și dificultățile tehnice care împiedică dezvoltarea cărnii cultivate.
În plus, setul de instrumente de editare genetică dezvoltat reprezintă un avans semnificativ în domeniul biologiei sintetice. În prezent, o gamă largă de bunuri biomanufacturate sunt produse de bacterii și drojdii modificate genetic, verii monocelulari ai ciupercilor și mucegaiului. Cu toate acestea, în ciuda istoriei lungi de utilizare a ciupercilor în alimentație și producția alimentelor de bază precum miso, ciupercile multicelulare nu au fost încă utilizate pe scară largă pentru fabricarea de produse modificate genetic, deoarece genomurile lor sunt mult mai complexe și editarea genetică este o provocare. Setul de instrumente CRISPR-Cas9 dezvoltat în acest studiu oferă o fundație solidă pentru editarea genetică a ciupercilor precum mucegaiul koji și altele asemănătoare acestuia.
„Aceste organisme au fost folosite timp de secole pentru a produce alimente și sunt incredibil de eficiente în conversia carbonului într-o gamă largă de molecule complexe, inclusiv multe care ar fi dificil de obținut folosind alte organisme. Prin deblocarea potențialului ciupercilor cu aceste instrumente, extindem oportunitățile de a folosi aceste organisme pentru producerea de alimente, substanțe chimice valoroase, biocombustibili și medicamente. Este o nouă frontieră fascinantă pentru bioproductie”, a concluzionat Jay Keasling, cercetător senior la Berkeley Lab și profesor la UC Berkeley.
Datorită cunoștințelor sale în domeniul culinar, Hill-Maini dorește să se asigure că noile produse pe bază de ciuperci nu sunt doar consumabile, ci și apreciate de consumatori, inclusiv cei cu gusturi sofisticate.
Într-un studiu separat, el și Keasling au colaborat cu bucătarii de la Alchemist, un restaurant cu două stele Michelin din Copenhaga, pentru a explora potențialul culinar al unei alte ciuperci multicelulare, Neurospora intermedia.
Această ciupercă este folosită tradițional în Indonezia pentru a produce oncom, un aliment bogat în proteine obținut prin fermentarea produselor reziduale ale altor alimente, cum ar fi tofu.
Curioși de potențialul său de a converti deșeurile în alimente bogate în proteine, cercetătorii și bucătarii au studiat ciuperca în bucătăria de testare a restaurantului Alchemist. Au descoperit că N. intermedia produce și eliberează multe enzime pe măsură ce crește. Cultivată pe orez bogat în amidon, ciuperca produce o enzimă care lichefiază orezul și îi conferă un gust dulce intens.
„Am dezvoltat un proces simplu, folosind doar trei ingrediente – orez, apă și ciupercă – pentru a obține un terci delicios, cu o culoare portocalie vibrantă. Acesta a devenit un nou preparat în meniul degustare, care utilizează chimia și culoarea ciupercii într-un desert. Cred că acest lucru demonstrează potențialul de a aduce împreună știința de laborator și bucătăria”, a concluzionat Hill-Maini.
Foto: pixabay
