Kann man aus Industrieabgasen nicht auch „Fleisch“ machen, sondern „vier Gerichte und eine Suppe“? !丨Technologie eines großen Landes

Chinas „Himmelsauge“, das Raumschiff Shenzhou, die „Nachrichtenübertragung“ Mozi, der Hochgeschwindigkeitszug, das Beidou-Netzwerk, ein Supercomputer, der „seine Leistungsfähigkeit unter Beweis stellt“, der Erstflug eines großen Flugzeugs, ein im Inland hergestellter Flugzeugträger und ein Flugzeug der fünften Generation … Von 2012 bis 2022, in den zehn Jahren seit dem 18. Nationalkongress der Kommunistischen Partei Chinas, hat das chinesische Volk unzählige aufregende wissenschaftliche und technologische Errungenschaften erzielt. Chinas Traum, ein mächtiges Land zu werden, das „mit der Welt gleichzieht“, hat einen historischen Sprung gemacht.

Anlässlich des 73. Geburtstags der Volksrepublik China hat das Digital Beijing Science Center für unser Publikum die bemerkenswerten wissenschaftlichen und technologischen Fortschritte seit dem 18. Nationalkongress der Kommunistischen Partei Chinas zusammengestellt und eine Reihe besonderer Bilder und Texte mit dem Titel „Wissenschaft und Technologie einer Großmacht – Zehn Jahre großer Veränderungen und technologischer Aufschwung“ vorgestellt, in der wir gemeinsam mit allen die wissenschaftlichen und technologischen Errungenschaften Revue passieren lassen, die unser großartiges Vaterland im letzten Jahrzehnt unter der Führung der Partei erzielt hat.

Prüfungsexperte: Ji Shi

Lebensfeldbeobachter

Vor wenigen Tagen sorgte die Werbung und Einführung von Kunstfleisch für Aufsehen und wurde in den großen Medien zeitweise heiß diskutiert. Fast zeitgleich verkündete China jedoch auch „still und leise“ einen großen Durchbruch: Das Unternehmen nutzte Industrieabgase zur Proteinproduktion und erreichte eine Produktionskapazität von 10.000 Tonnen!

Als ich die Nachrichten hörte, entstanden in meinem Kopf sofort apokalyptische Szenen mit schwerer Luftverschmutzung, dem Verwelken aller Lebewesen … und Menschen, die verzweifelt um Nahrungsressourcen kämpfen. Wenn diese Technologie in Zukunft vollständig umgesetzt werden kann, bedeutet das, dass auch Industrieabgase recycelt werden können ?

Quelle: Film „Flucht vor dem Ende“

Die positive Seite ist, dass es in den interstellaren Reisen, die in Science-Fiction-Filmen konstruiert werden, ähnliche Szenen mit schwarzer Technologie gibt. Sobald Sie den Namen des Essens am Computer bestätigen, können Sie direkt verschiedene Speisen und Getränke erhalten. Müssen wir uns bei zukünftigen Weltraumreisen also keine Gedanken mehr um Nahrungsmittelreserven machen?

Quelle: Amerikanische Fernsehserie „The Orville“ An Abgasen mangelt es im Industriezeitalter schließlich nicht …

Aber Moment mal... künstliches Fleisch war bisher so umstritten, ganz zu schweigen von den giftig klingenden Industrieabgasen. Ist es wirklich in Ordnung, so etwas zu produzieren?

Diese Frage muss damit beginnen, welche Art von Protein es produziert.

Woher kommt das Protein?

Das produzierte Protein ist nichts Neues. Tatsächlich ist es ein biologischer Metabolit. Dieses Protein unterscheidet sich jedoch von der bisherigen aus Kohlendioxid oder künstlichem Fleisch synthetisierten Stärke. Es handelt sich nicht um ein künstlich synthetisiertes Industrieprodukt, sondern um einen Metaboliten, der – genau wie Joghurt – direkt durch mikrobielle Fermentationstechnologie hergestellt wird.

Der dabei verwendete Mikroorganismus heißt Clostridium ethanolum , ein häufiger Bakterienstamm, der bei der industriellen Ethanolproduktion verwendet wird. Es kann mit kohlenstoffhaltigen Industrieabgasen reagieren, um Ethanolmaische zu erzeugen und schließlich durch Destillation Ethanol zu gewinnen. Quelle von Ethanol Clostridium ethanolicum丨Foto bereitgestellt vom Feed Research Institute der Chinesischen Akademie der Agrarwissenschaften Aber! Eines sollte sich jeder merken: Nichts ist Müll, es sind lediglich Ressourcen, die am falschen Ort eingesetzt werden!

Bei der industriellen Produktion kam es früher häufig vor, dass sich im Destillationsturm eine sehr viskose Paste befand, die die Turmplatten blockierte, wodurch der Betrieb des Destillationsleitungssystems blockiert und die Ausbeute erheblich beeinträchtigt wurde. Techniker wollten dieses knifflige Problem schon immer lösen und einen Weg finden, es zu entfernen. Ein in Beijing ansässiges Ethanol-Produktionsunternehmen machte einen konstruktiven Vorschlag: Man solle das Ethanol aussondern und prüfen, ob es irgendeinen Gebrauchswert habe.

An diesem Punkt wurde eine brandneue Ecke der „Neuen Welt“ enthüllt.

Quelle: China Biotechnology Network

Nachdem die Forscher eine große Anzahl von Experimenten durchgeführt und das Protein getrennt hatten, wurde es zur Prüfung an das National Feed Quality Supervision and Inspection Center (Peking) geschickt. Die Ergebnisse zeigten, dass der Hauptbestandteil der Paste das sogenannte Clostridiumacetat-Protein ist. Seine Proteinstruktur ist einfach, der Rohproteingehalt beträgt über 83 % und 18 Arten von Aminosäuren machen 94 % des Proteins aus. Der Gehalt und das Strukturverhältnis der 10 essentiellen Aminosäuren liegen nahe an Fischmehl und sind weitaus besser als Sojabohnenmehl, und der Schwermetallgehalt überschreitet nicht den Standard.

Darüber hinaus stellten die Forscher nach der Durchführung von Experimenten mit einer Vielzahl gängiger Fischarten fest, dass die Zugabe von 3 bis 4,5 % Clostridiumacetat-Protein zum Futter die Magen-Darm- und Leberfunktion der Fische deutlich verbessern kann. Bei einer Erhöhung des Anteils auf etwa 18 % kam es zu keinen negativen Auswirkungen auf das Wachstum der Fische, die biochemischen Blutwerte sowie die Morphologie des Leber- und Darmgewebes. Darüber hinaus sind auch seine Fließfähigkeit, Viskosität, Wasserlöslichkeit und andere Indikatoren gut und es weist gute Futterverarbeitungsbedingungen auf.

Mit anderen Worten handelt es sich bei diesem Protein um einen relativ sicheren Proteinfutterrohstoff.

Die Wende von Clostridium ethanolica

Als nächstes müssen wir, wenn wir das produzierte Protein einführen, seine „Mutter“ – Clostridium ethanolum – untersuchen. Da es sich um einen natürlichen biologischen Metaboliten handelt, warum wurde seine Nützlichkeit erst jetzt entdeckt?

Man kann nur sagen, dass das Problem durch das träge Denken verursacht wird.

Ethanol Clostridium wurde ursprünglich von belgischen Wissenschaftlern aus dem Darm von Kaninchen isoliert und als Fermentationsstamm zur Herstellung von Ethanol unter Verwendung von Kohlenmonoxid oder Kohlendioxid als Kohlenstoffquelle verwendet. Diese Forschung wird seit vielen Jahren in verschiedenen Ländern durchgeführt.

Kaninchenquelle: Wikipedia

Der Großteil der Energieforschung konzentriert sich auf die Biofermentation von Kohlenmonoxid zur Synthese von Chemikalien wie Essigsäure und Ethanol. Die von mikrobiellen Stämmen synthetisierten Proteine ​​und ihre Funktionalität werden dagegen nur sehr spärlich erforscht. Sogar Wissenschaftler, die sich auf mikrobielle Proteine ​​spezialisiert haben, haben ihre Forschung hauptsächlich auf Hefen, Milchsäurebakterien, Mikroalgen und andere Bakterien konzentriert, die traditionell als essbar gelten. Dies hat dazu geführt, dass mikrobielle Proteine ​​wie Clostridium ethanolicum im Proteinbereich in den Hintergrund gedrängt oder als Müll gebrandmarkt wurden.

Was ist die Bedeutung dieser Forschung und welchen Nutzen hat das im Rahmen der Forschung produzierte Fischfutter? Wir müssen auch bei der „Ration“ der Tiere in unserem Land anfangen – dem Futter.

Unabhängig davon, ob Sie Geflügel oder Vieh züchten oder nicht, müssen Sie über ein gewisses Verständnis für die Inhaltsstoffe von Tierfutter verfügen. Zwei Dinge sind darin unverzichtbar: Mais und Sojaschrot , die Energiefutter und Proteinfutter darstellen.

Um die riesige Viehzuchtindustrie meines Landes zu unterstützen, erreichte die Futterproduktion meines Landes im Jahr 2021 290 Millionen Tonnen und lag damit weltweit an erster Stelle. Der jährliche Futterverbrauch beträgt etwa 450 Millionen Tonnen. Ohne Berücksichtigung des Energiefutters ergibt sich nach einer einfachen Schätzung ein Bedarf von 80 Millionen Tonnen reinem Proteinfutter.

In den letzten Jahren herrschte in meinem Land ein großer Mangel an hochwertigen Futterproteinrohstoffen, sodass es große Mengen davon importieren musste. Chinas Abhängigkeit vom Ausland liegt seit langem über 70 Prozent. mein Land importiert jedes Jahr etwa 1,5 Millionen Tonnen Fischmehl und etwa 100 Millionen Tonnen Sojabohnen, und der jährliche Verbrauch an Sojabohnenmehl als Futtermittel beträgt etwa 70 Millionen Tonnen.

Quelle: Wikipedia

Aufgrund des hohen Preises für tierisches Eiweiß und der Tatsache, dass pflanzliches Eiweiß von Faktoren wie geringer Anbaufläche, wechselhaften klimatischen Bedingungen, langen Produktionszyklen und geringer Material- und Energieumwandlungseffizienz beeinflusst wird, ist es schwierig, die Produktionskapazität deutlich zu steigern. Für eine gewisse Zeit wird mein Land nicht umhinkommen, Futterproteinrohstoffe importieren zu müssen.

Geht man davon aus, dass 10 Millionen Tonnen Ethanol-Clostridium-Protein (Proteingehalt 83 %) industriell produziert werden, entspricht dies 28 Millionen Tonnen importiertem Sojabohnenäquivalent, was einem Drittel der jährlichen Sojabohnenimporte Chinas entspricht . Dies wird China dabei helfen, das „Sojabohnenimport-Abhängigkeitssyndrom“ loszuwerden.

Darüber hinaus produziert China jedes Jahr mindestens 1,2 Billionen Kubikmeter CO2-reiche Industrieabgase. Wenn diese industriellen Abgase mithilfe der Biofermentationstechnologie effizient und sauber genutzt werden, können jährlich 10 Millionen Tonnen Ethanol-Clostridienprotein produziert werden, was einer Reduzierung der Kohlendioxidemissionen um 250 Millionen Tonnen entspricht.

Sojabohnenquelle | Wikipedia

Gleichzeitig muss jedoch beachtet werden, dass neue Futterproteinquellen wie Ethanol-Clostridium-Protein noch weiter erforscht werden müssen, um ihre Qualität und Nutzungseffizienz weiter zu verbessern. Es besteht dringender Bedarf, die Kosten durch die Verbesserung der Bakterienstämme und Produktionsprozesse weiter zu senken und die Proteinproduktion zu steigern.

Obwohl die Gesamtmenge an Ethanol-Clostridium-Protein derzeit bei weitem nicht ausreicht, um Sojabohnen zu ersetzen, wäre es großartig, wenn dadurch in Zukunft die Abhängigkeit von Proteinfutterimporten gelöst werden könnte. Zumindest gibt es Technologien, um Industrieabgase wie Kohlenmonoxid zur Herstellung von Bakterienproteinen zu nutzen, was bedeutet, dass die Möglichkeiten endlos sind.

Unter dem Motto „Duales Kohlenstoffziel“ wird diese Technologie, die sowohl die Kohlenstoffemissionen reduziert als auch die Umwelt schützt, sicherlich dazu beitragen, so schnell wie möglich eine „Kohlenstoffneutralität“ zu erreichen.

Darüber hinaus ist hier zu beachten, dass Autoabgase nicht nur kohlenstoffhaltige Gase, sondern auch schädliche Gase wie Stickoxide, Schwefeloxide, Bleiverbindungen usw. enthalten. Wie diese entfernt werden können und ob sie die Umwandlung kohlenstoffhaltiger Gase in Proteine ​​durch Clostridium ethanolum beeinträchtigen, sind alles Fragen, die wir in der Realität berücksichtigen müssen.