Международная группа ученых из Германии, Италии и Израиля обнаружила, что выращивание еды «из воздуха» в биореакторах эффективнее выращивания посевов. Кроме того, производимый таким способом белок оказался калорийнее традиционных сельскохозяйственных культур. Свои выводы исследователи представили в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Технология выращивания пищи из воздуха основана на производящих съедобный белок бактериях, которые получают необходимые питательные вещества и энергию из возобновляемого топлива и воздуха. Одним из таких проектов является Solar Foods в Финляндии, в рамках которого перед исследователями стоит цель построить демонстрационный завод к 2023 году. В новом исследовании ученые сравнили эффективность выращивания сои сельскохозяйственным способом с биореакторами.
Экспериментальная система состояла из солнечных панелей для производства электроэнергии, которая в сочетании с двуокисью углерода из воздуха, водой и минеральными веществами (азотом, фосфором и серой) используется для производства питательной среды в биореакторе, где выращиваются микробы. Молекула воды подвергается электролизу с выделением кислорода и водорода. Водород используется как донор электронов (для этой цели в систему можно также добавлять формиаты или этанол) для дыхательной системы бактерий. Затем клетки микроорганизмов обрабатывают, удаляя нуклеиновые кислоты, и получают одноклеточный белок (single-cell protein, SCP), который хранят в сухом виде. Такой порошок пригоден для употребления людьми и животными.
Ученые сравнили эффективность системы с полем сои площадью десять квадратных километров. Анализ показал, что выращивание пищи из воздуха было в десять раз эффективнее, чем выращивание пищи традиционным способом. Иными словами, участок земли площадью десять квадратных километров в бассейне реки Амазонки, который использовался для производства сельскохозяйственной культуры, сравним с участком земли площадью один квадратный километр, отданный под биореакторы. По словам авторов работы, остальные девять квадратных километров лучше отдать под восстановление тропических экосистем. Сам белок, производимый бактериями, имеет вдвое большую калорийность, чем большинство других культур, таких как кукуруза, пшеница и рис.