Біотехнологічна компанія Circe створила какао-масло з викидів парникових газів і мікроорганізмів. Звучить як наукова фантастика, але один біотехнологічний стартап почав перетворювати промислові викиди на кондитерські інгредієнти, такі як какао-масло. Як вченим вдалось досягти цього дізнаємось в нашій публікації.
Американський біотехнологічний стартап Circe Bioscience – це платформа, яка розробила та запатентувала виробництво харчової продукції з вуглекислого газу та води з використанням електроенергії. На основі ферментації можна створювати не лише продукти харчування, а й радикально декарбонізувати виробничі процеси. Технологія, розроблена дослідницькою групою з Інституту біологічної інженерії Вісса при Гарвардському університеті, перетворює парникові гази (ПГ), такі як водень (H2) і вуглекислий газ (CO2), в корисні продукти, такі як жири та олії за допомогою мікроорганізмів.
Circe Bioscience створив молекули за допомогою мікроорганізмів, що дало можливість отримати тип жиру, який імітує какао-масло. Інноваційний продукт може бути використаний для виробництва «першого у світі шоколаду на основі газової ферментації».
Жир також може використовуватися в інших кондитерських виробах , таких як трюфелі, і має безліч інших застосувань у солодкому секторі. Наукове відкриття потенційно може вирішити проблеми глобального ланцюжка поставок продовольства, спричиненого дефіцитом какао у 2023-2024 роках і зростання цін на какао, які рухаються по «параболічній» висхідній траєкторії.
Використання мікробів для виготовлення інгредієнтів
Шеннон Нангл, співзасновник стартапу Circe Bioscience розповів, що в рамках відкриття було використано технології синтетичної біології, які дозволяють поєднувати ДНК рослин і тварин у мікроорганізмах. Це дозволяє виготовляти харчові жири за допомогою мікробної ферментації. Дослідники обирають певні мікроорганізми, перевіряють їх на безпеку для життя та здоров’я людей, а потім вирощують їх у ферментаторах. «За своєю технологією процес дуже схожий на пивоваріння», — каже Шеннон Нангл. В процесі ферментації мікроорганізми накопичують у своїх клітинах жир, який потім акумулюють, очищують за тим самим принципом, за яким здійснюється очищення рослинних масла та олії. На наступному етапі здійснюється виокремлення мікроорганізмів із отриманої сировини. «Все, що залишається, це олія, яка хімічно ідентична оліям природного походження» – відзначають дослідники. «За цією технологією можливо виготовляти різноманітні масла та олії, від олії макадамії до певних фракцій пальмової олії та навіть тваринних жирів», – каже Памела Сільвер.
Використання нанотехнологій для тиражування вершкового масла
Окрім розробки тригліцеридів – молекул, що містяться в жирах, маслах та оліях, які постійно використовуються в харчовому виробництві, Circe також розробила платформу, яка може створювати молекули, що містяться в цукрі, жирах, біорозкладаному пластику та біопаливі, використовуючи лише CO2, воду та електроенергію як сировину.
Професор біохімії та системної біології в Гарвардській медичній школі Памела Сільвер відзначає, що світу терміново потрібно декарбонізувати промисловість і розпочати зменшувати шкідливий вплив на планету, щоб гарантувати, що Земля буде придатною для життя майбутніх поколінь. Зокрема, окреслена технологія матиме позитивний вплив на декарбонізацію харчового сектору.
Інститут Вісса уклав глобальну ексклюзивну ліцензійну угоду з компанією Circe, яка отримала численні нагороди за свою концепцію «мікроб-шоколад» на етапі розробки. Команда Wyss отримала 3,2 мільйона доларів від програми ARPA-E ECOSynBio Міністерства енергетики США. Співзасновники Нангл і Маріка Зізак також були названі стипендіатами Activate Fellows 2021 року. У 2022 році Нангл була визнана новатором до 35 років за версією Tech Review Массачусетського технологічного інституту.
Підсумовуючи відзначимо, що у травні 2024 року Інститут біологічної інженерії Wyss при Гарвардському університеті повідомив, що стартап Circe, розроблений в Інституті і виділений з Гарварду, підписав всесвітню ексклюзивну ліцензійну угоду, координовану Гарвардським управлінням технологічного розвитку (OTD), для комерціалізації нової технології біовиробництва, яка може значно скоротити викиди вуглецю промислового виробництва від продуктів харчування до авіаційного палива.
Декарбонізація кондитерських виробів
Інститут біологічної інженерії Wyss підтримав комерціалізацію стартапу Circe через програму Institute Project. Інвестиції спрямовано на фінансування технологій з високим потенціалом позитивного впливу на навколишнє середовище. Загалом Circe залучено понад 8 млн.дол. США за підтримки таких інвесторів, як Regen Ventures, Undeterred Capital, Ponderosa Ventures, Bee Partners та Elementum Ventures.
Команда Circe також досліджує інші типи жирів, включаючи молочний жир, який може додати вершковості як молочним, так і кондитерським виробам, і пальмову олію, яку можна використовувати в харчовій та косметичній промисловості, або у виробництві екологічно чистого палива.
Отже, один із найбільших викликів, з яким стикається людство, полягає в необхідності підтримки глобального зростання та розвитку з одночасною декарбонізацією виробництва. Стартап Circe вирішує цю критичну проблему, використовуючи надсучасні технології та газове бродіння мікроорганізмів для виробництва необхідних продуктів харчування і товарів повсякденного попиту. платформа Circe виробляє молекули, ідентичні тим, з яких складаються цукри, жири, біорозкладаний пластик і біопаливо, використовуючи лише CO2, воду та електроенергія як вхідні ресурси.
«Мікроорганізми — це унікальні живі машини, які ми можемо використовувати для виробництва речей, необхідних для того, щоб кожен жив комфортним життям, одночасно зменшуючи забруднення, землекористування та споживання викопного палива», — кажуть розробники інноваційної технології.