Ученые разных стран работают над созданием аналога молока, безвредного для окружающей среды
На традиционную молочную промышленность приходится сейчас 3,4% выбросов парниковых газов (данные Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО). Почти столько же, производят судоходство и авиация. Популярная альтернатива — растительное молоко. Но его производство расточительно расходует воду, которой требуется очень много. Сделать молочные продукты без участия коров, но с натуральным вкусом позволяет прецизионная ферментация.
Инвестиции в стартапы, которые используют эту технологию, составляют уже миллиарды долларов. Ферментация столетиями используется в производстве пива, вина, квашеной капусты и др. А с помощью прецизионной ферментации можно программировать микроорганизмы так, чтобы они работали «по заданию». Ученые нашли, как вводить в дрожжевые клетки последовательность генов коров. «Вместо коров мы кормим дрожжи, которые дают нам настоящий молочный белок», — рассказал Раффаэль Вольгензингер, генеральный директор берлинского стартапа Formo.
Технология «генетических ножниц» (Crispr-Cas), за которую французский микробиолог Эмманюэль Шарпантье и американский биохимик Дженнифер Дудна получили в 2020 г. Нобелевскую премию по химии, помогла продвинуть прецизионную ферментацию еще дальше. Теперь при помощи «генетических ножниц» ученые могут вносить точечные изменения в ДНК. При изготовлении продуктов питания таким способом можно исключить нежелательные ингредиенты — например, холестерин или лактозу.
Дрожжевая эмульсия Formo несколько дней созревает в биореакторах из нержавеющей стали. Для микроорганизмов создают питательную среду: они получают углерод и азот. Затем идентичные натуральным молочные белки извлекаются из питательного раствора и высушиваются. Из получившегося порошка можно изготовить разные молочные продукты — от йогурта до сыра.
В этом году Formo планирует начать производство рикотты и феты — сначала в Сингапуре, а затем в Европе. Но ничто не мешает сотрудникам пойти дальше и придумать свой сорт сыра. «Мы можем разработать сыр, которого сегодня еще просто не существует», — говорит Вольгенсингер.
Одной из первых стала использовать прецизионную ферментацию американская Perfect Day, которую в 2014 г. основали в Беркли биоинженеры Райан Пандья и Перумал Ганди. Компания делает мороженое, творожный сыр и смеси для выпечки, которые содержат идентичные натуральным молочные белки. Продукция уже продается под различными брендами в более чем 5000 супермаркетах США, а вскоре компания выйдет и в Азию. Прошедшим летом Perfect Day вместе с концерном Mars вывела на рынок США первый молочный шоколад, в котором нет животных белков. А швейцарская Nestle начала тестировать в Сан-Франциско продажу молочных коктейлей под брендом Cowabunga с белками Perfect Day.
Израильская компания Remilk продает в США творожный сыр на основе сывороточного белка из биореактора, разработанного совместно с крупным производителем продуктов питания — американской корпорацией General Mills. Remilk получила инвестиции от немецкого сырного бренда Hochland, и в Дании сейчас строится производственный комплекс прецизионной ферментации. Он станет крупнейшим в мире. По словам гендиректора Remilk Авива Вольфа, завод сможет заменить 50 000 коров.
Подобные производства намного экологичнее традиционных ферм. По данным Nestle, одна корова в Германии в среднем производит около 1 кг углекислого газа на литр молока.
Чтобы производить молочные продукты, нужно много земли для пастбищ и много воды. Как подсчитали ученые из Оксфордского университета, самый большой расход воды приходится на производство сыра — для изготовления 1 кг требуется больше 5600 л воды.
Важным остается вопрос цены: альтернативное растительное молоко стоит на порядок дороже обычного. При этом и оно не всегда производится экологично. Чтобы получить литр рисового молока, нужно почти 600 литров воды — это в 2 раза больше, чем для литра коровьего молока в Европе (248 л). На рисовых полях также образуется метан, который ведет к изменению климата и способствует глобальному потеплению.
Молоко и сыр из биореактора гораздо дешевле в производстве, отмечает Гжегож Кубик, руководитель инноваций в области промышленной биотехнологии Института межфазной инженерии и биотехнологии Фраунгофера в Штутгарте. А в качестве источника углерода для микроорганизмов можно использовать углекислый газ. Поэтому промышленное производство молока и сыра в биореакторе может противодействовать изменению климата.
По оценке аналитического центра Rethink X, к 2030 г. молочные продукты неживотного происхождения будут вдвое дешевле, чем из коровьего молока.
«За 20 лет стоимость производства рекомбинантного белка, полученного технологией прецизионной ферментации, упала в 100 тысяч раз и подошла к 10 долларам за 1 кг, что и обеспечило взрывной рост биотехстартапов в еде», — писал в колонке для vc.ru исполнительный директор «Эфко» Сергей Иванов.
Но быстрого выхода инновационного продукта на европейский рынок ждать не стоит. Сначала продукция должна получить одобрение регуляторов, а в Европе это занимает намного больше времени, чем в США, Индии и странах Азии. Гендиректор Hochland Петер Шталь считает, что первые продукты появятся в Европе не раньше 2025-го, а, может быть, даже в 2026-м.
