Precíziós fermentáció: jövőnk az üstben

A fenntarthatóbb táplálkozás kialakítása érdekében az egyik legsürgetőbb feladatunk az ún.  fehérjeátmenet végrehajtása, vagyis a táplálkozásunkban az állati fehérjék hangsúlyáról a növényi és alternatív fehérjékre történő átállás. Persze a gyakorlati megvalósítás szempontjából sem egy ripsz-ropsz lezajló folyamatról lesz szó, még ha el is tekintünk attól a néhány „apróságtól”, hogy a társadalom túlnyomó többsége ma még nem tekinti problémának nemhogy az ételeink és élelmiszereink előállításával az állatoknak okozott szenvedést, hanem a környezetünk állapotában a haszonállattartás által kiváltott hatalmas károkkal sincs tisztában.
Bár egyelőre ma még az agrártámogatási rendszerek sajátosságai miatt sokkal jobban megéri állati eredetű fehérjéket előállítani, néhány szerencsés országban (Dániában, Hollandiában, Kanadában) már aktív lépések történtek a növényi alapú fehérjék termesztésének ösztönzésére (erről írtam itt és itt). Az innovációs műhelyekben pedig lázasan zajlik új, környezetbarát és termőföld felhasználását nem igénylő módon előállítható, alternatív fehérjeforrások kifejlesztése. Ezek között egyre többet hallani a nemzetközi szaksajtóban az ún. precíziós fermentáció eljárásával előállított fehérjékről, amelyek a hagyományos növényi fehérjeforrások mellett talán a legnagyobb valószínűséggel tömeggyártásba vonható, fenntartható termelésű, kiváló technológiai tulajdonságú és tápértékű, alternatív fehérje-alapanyagforrást jelenthetik majd az élelmiszeripar számára.
A tudatos fogyasztók körében ugyanakkor az elmúlt évtized egyik legfontosabb trendje a természetesség, a kevéssé feldolgozott, kevés alapanyagból álló élelmiszerek iránti igény növekedése volt, így az első hallásra űrtechnológiának tűnő, precíziós fermentáció kifejezés hallatán sokan elbizonytalanodhatnak az irány helyességével kapcsolatban.
Pedig a valóságban nincs szó sci-firől (na jó, csak egy kicsit?), hanem
a technológia terjedésével tulajdonképpen már ma is a jövőbemutató példáját látjuk annak, ahogy a fenntarthatóbb élelmiszer-ellátás kialakítása nagy valószínűséggel le fog játszódni: nem a múltba megyünk vissza, hiába van nosztalgikus vágyunk az önellátásra és az idillikus kézműves élelmiszer-előállításra – a kilenc milliárd emberből ez sajnos csak kevesek számára lesz megoldás. A regeneratív mezőgazdasági gyakorlatok sokat emlegetett és sokak által kívánt, széleskörű elterjedése a matek alapján azzal fog járni többek között, hogy sokkal kevesebb állati fehérjeforrás fog a közben növekvő létszámú emberiség számára, per fő rendelkezésre állni, ami egyben azt is jelenti, hogy drágább és még inkább a privilégizált helyzetben lévők számára lesznek elérhetőek a hagyományos hús- és tejtermékek. A valóságban ezért minden bizonnyal a hagyományos módszerek és a csúcstechnológia találkozása teremtheti majd meg a többség fenntartható élelmiszer (és fehérje) ellátását.
Nézzük meg most, hogy mit érdemes tudni a precíziós fermentációval előállított fehérjékről és előállításukról.

A precíziós fermentációs eljárás során géntechnológiával módosított mikroorganizmusokat (élesztőgombákat, gombákat, baktériumokat, algákat) használnak fel különféle anyagok (pl. fehérjék) előállítására a hagyományos mezőgazdasági módszereknél fenntarthatóbb, hatékonyabb, etikusabb módon. Maga az eljárás nem újkeletű, sok éve használják már például inzulin, citromsav és különféle enzimek előállítására. Ugyanakkor az elmúlt években a tudomány fejlődése lehetővé tette a DNS gyors szekventálását és szintetizálását, aminek köszönhetően pedig világszerte egyre több startup vág bele abba, hogy precíziós fermentáció segítségével állítsa elő a legkülönfélébb élelmiszer-összetevőket.

A hagyományos mikrobiális fermentációval szemben (ahol mikroorganizmusoknak köszönhetően alakulnak át az alapanyagok sörré, joghurttá, savanyú káposztává) a precíziós fermentáció során a géntechnikával módosított mikroorganizmusok specifikus enzimeket vagy fehérjéket előállító „minigyárakká” alakulnak át. A hatalmas tartályokban (fermentorokban), gondosan szabályozott körülmények között lezajló folyamat „üzemanyaga” a cukortól a hulladék biomasszán keresztül a levegő széndioxid tartalmáig sok minden lehet.

Az európai szabályozás szerint igen, mert a létrejövő anyag tartalmaz „idegen” DNS-t: a folyamatban résztvevő mikroorganizmusokat géntechnológiával módosítják annak elérése érdekében, hogy azok a kívánt végterméket (fehérjét, enzimet) állítsák elő. Például az egyik ismert amerikai márka által álőállított növényi burgerekben található „húslé” előállításához a szója DNS-ét illesztették genetikailag módosított élesztőgombákba. Az európai szabályozás szerint ez az anyag ezáltal közepes kockázatú besorolásba esik és emiatt élelmiszerekben történő felhasználásához nem „új élelmiszerként”, hanem GMO-ként kell (hosszadalmas eljárásssal és az uniós tagállamok egy részének politikai ellenállása miatt korántsem borítékolható sikerrel) engedélyeztetni. Amerikában és Ázsiában sokkal kevésbé szigorú az erre vonatkozó szabályozás és kevésbé GMO ellenes a közhangulat, ezért sok európai cég egyelőre inkább ezeknek az országoknak a piacára fókuszál.

Ezzel az eljárással először is az állatok szenvedése nélkül lehet az állati eredetű élelmiszerekhez tökéletesen hasonló érzékszervi tulajdonságokkal és azokkal megegyező, vagy jobb tápértékkel rendelkező termékeket előállítani. Másodsorban a termékek állagának, ízének kialakításában a határ a fantázia és a csillagos ég, ezért nagyon sokféle élelmiszert lehet belőlük előállítani. Harmadrészt jelentős mértékben hozzájárulhatnak az élelmiszer-rendszereink fenntarthatóbbhá alakításához, a klímacélok megvalósításához, a mezőgazdaság által jelenleg felhasznált területek nagyságának jelentős csökkentéséhez (ez utóbbi fontosságáról gyakran megfeledkezünk). A kisebb termőföldigény mellett az ily módon előállított termékek az állati eredetű megfelelőjük gyártásához használt természeti erőforrások töredékével előállíthatóak: a tejsavó-fehérje esetében például az állati eredetűhoz képest precíziós fermentációs eljárással akár 97 %-kal kevesebb ÜHG kibocsájtására, 99 %-kal kevesebb víz, 60 %-kal kevesebb nem megújuló energia felhasználására van csak szükség. A fenntarthatósági szempontok között ugyanakkor figyelembe kell venni, hogy az eljárásnak nagy az energiaigénye, ezért az üzemeket célszerű olyan helyekre telepíteni, amelyek közelében rendelkezésre áll megújuló energiaforrás.

Nagyon sok kisebb és nagyobb cég lát fantáziát ebben a technológiában, így szinte nem telik el hét, hogy a nemzetközi sajtóban fel ne bukkanna egy-egy újabb ígéretes ötlet. A legismertebbek között ott vannak a nem állati eredetű tejsavófehérjék, sajt-, tej- , hús- és tengeri hal alternatívák, mézhelyettesítők, szinezékek, aromák, az emberi anyatejben található értékes alkotóelemek.

Jelenleg a vállalatok számára a legnagyobb problémát a piacralépéshez nem a (mára már viszonylag kiforrottnak tekinthető) technológia kifejlesztése, hanem a finanszírozás kérdése és a jogi bizonytalanságok jelentik. Nagyon sok vállalatnak van már ígéretes terméke, ugyanakkor dollár százmilliókba is kerülhet egy gyártóüzem létrehozása. Viszont nem könnyű ehhez befektetőt találni addig, amíg nincs bizonyítható piaci kereslet a termékekre (mert gyártási kapacitás híján még nem is kerülhettek oda). Bár a prototípusok legyártására alkalmas kísérleti üzemek ma már szerte a világon léteznek, a kereskedelmi mennyiségben való gyártásra alkalmas kapacitásokra még várni kell. A jogi környezet pedig azért jelentős akadályozó tényező, mert mivel egy gyökeresen új területről van szó, a jelenlegi jogi szabályozás mind Európában, mind az USA-ban egyértelműen felülvizsgálatra szorul a transzparencia és az új helyzetet kezelni képes, egyértelmű jogi keretek, valamint az élelmiszer- és élelmezésbiztonság garantálása érdekében. A fenntarthatóbb élelmiszer-rendszerek kialakítását ma már ugyanakkor a szakértők nem tartják elképzelhetőnek a precíziós fermentációban rejlő lehetőségek kiaknázása nélkül.

Szintén sok fejtörést okoz a precíziós fermentációval előállított fehérjékből készülő élelmiszerek elnevezése, kezdve onnan, hogy a „nem állati eredetű” jelző alkalmazása vajon automatikusan növényi eredetre utal-e, emiatt akár megtévesztő is lehet a fogyasztók számára, vagy inkább a „fermentációval előállított” kifejezést kellene a megnevezésekben használni, mert ez az ősi, biztonságosnak tartott tartósítási eljárást idézi fel a fejekben? (Képzeljük el azt a helyzetet, amikor majd nem csak „simán” a növényi alapú alternatívák elnevezéséről megy majd az adok-kapok. Szerintem lehet, hogy ez lesz az a pillanat, amikor az új piaci realitással igazán szembe kell majd néznie a szereplőknek és tovább nem halogatható a fenntarthatóság miatt szükséges változások diszkriminációmentes integrálása az elnevezésekkel kapcsolatos szabályozásba is.)

Az „erősen feldolgozott” (ultra-processed food, UPF) kontra „természetes” élelmiszerekkel kapcsolatos jelenlegi vitákat is új megvilágításba helyezheti ez a kérdés, rámutatva arra, hogy korántsem könnyű annak eldöntése, hogy az eljárásra vagy az annak eredményeként létrejövő termék tulajdonságaira, esetleg a folyamat környezetünkre gyakorolt hatásaira kell-e jobban koncentrálni akkor, amikor azon gondolkodunk, hogy milyen irányban kellene a táplálkozásunkat átalakítani?

Végül, de egyáltalán nem utolsó sorban igen fontos kérdés a fogyasztók hozzáállása a precíziós fermentációs eljárással készült termékekhez. A témában fellelhető fogyasztói kutatások mind arra mutatnak rá, hogy a fiatalabb generációk világszerte sokkal kevésbé elutasítóak a modern technológiával előállított élelmiszerek irányában, mint az idősebbek (közülük sokaknak semmit nem mondanak már nagy GMO viták), pláne, ha tisztában vannak azzal, hogy miről is van szó. Ráadásul számukra a környezetvédelmi szempontok és az állatok szenvedésének elkerülése egyre fontosabb szempont az életmódjuk kialakításakor, ahogy a vállalatoktól is egyre inkább elvárják majd ennek az értékrendnek a bizonyítható követését. Tíz év múlva pedig már ők alkotják a fő vásárlóréteget…

Kérdés, hogy Európa hogy dönt: felzárkózik a világ többi fejlett térségéhez és megbarátkozik a technológia „beengedésével” az élelmiszergyártásba, vagy más módon indul el az élelmiszer-rendszerek ökolábnyomának csökkentése és az ehhez szükséges fehérjeátmenet megvalósítása irányába? Egyáltalán, elképzelhető a fenntarthatósági kihívások súlyosbodásával egy olyan világ, ahol nincs globális egyetértés ezzel kapcsolatban?

(Alighogy elkészültem a bejegyzéssel, kaptam a hírt, hogy Franciaország Európában egyedülálló, PPP finanszírozású, 2030-ig tartó, 48,3 millió eurós kutatási és innovációs programot indít a témában, 7 kutatási helyszínnel és egy közös kutatási platformmal. A cél, hogy az élelmiszerelőállítókat alapkutatással és az innovációs tevékenység felgyorsításával segítsék az új, köztük fenntarthatósági kihívásoknak megfelelő, precíziós fermentációból származó termékek kifejlesztésében. A programtól azt is remélik, hogy Franciaország nemzetközi szinten vezető innovációs nagyhatolommá váljon, a francia vállalatok pedig komoly piaci versenyelőre tehessenek szert a jövőben a fejlesztéseknek köszönhetően. A program részleteit bemutatom majd egy következő bejegyzésben.)

(Annak, akit mélyebben is érdekel a téma, javaslom a gombafonalakból precíziós fermentációval készített fehérjékről szóló bejegyzés elolvasását is.)