中国は石炭をタンパク質に変える

世界人口の増加に伴い、食料需要は継続的に増加しており、飼料用タンパク質の需要も高まっています。特に中国は深刻なタンパク質不足に直面しています。

中国は長年にわたり養豚と水産養殖で世界をリードしてきたにもかかわらず、飼料用大豆の輸入に大きく依存しており、年間輸入量は約1億トンで依存率は80％を超えている。

したがって、高品質なタンパク質を迅速かつ効率的に生産する方法の開発は極めて重要です。そして、最も有望な解決策は合成生物学にあります。

バイオタンパク質合成にはいくつかの方法があります。最も単純な方法は、コーンスティープリカー、蒸留粕、稲わらといった食品産業や農業産業の副産物を微生物による変換によって、より付加価値の高いタンパク質製品に変換することです。

しかし、これらの副産物は供給と品質が不安定であり、工業生産を困難にしています。

中国の科学者たちは、石炭を動物飼料用のタンパク質に変換する低コストの方法を発見した。（写真：Shutterstock）

エネルギーを生成する化学物質を使用した工業発酵を伴うもう一つの注目すべきアプローチは、石炭から安価に得られるメタノールの使用である。

これは、呉欣教授が率いる中国科学院（CAS）天津工業バイオテクノロジー研究所の科学者たちが研究していることです。

「世界の埋蔵量が約107兆トンある石炭は、石炭ガス化によってメタノールに変換できます。メタノールは水とよく混ざり、ガスよりも発酵効率が高く、特殊な発酵装置を必要としません」と、呉教授は中国科学速報に掲載された論文に記しています。

彼のチームは、従来のタンパク質生合成よりも安価にタンパク質を生産する技術を開発しました。この研究成果は、査読付きの国際誌『Biotechnology for Biofuels and Bioproducts』に2023年11月17日に掲載されました。

「メタノールから細胞タンパク質を合成する研究は1980年代に始まり、主に菌株の選抜とプロセスの最適化に焦点が当てられてきました。しかし、コストが高いため、メタノール合成タンパク質製品は大豆タンパク質と競合できず、大規模生産には至っていません」とウー教授は記事の中で紹介しています。

この問題を解決するため、彼のチームは中国全土のブドウ園、森林、湿地から2万点以上の酵母サンプルを収集しました。これらのサンプルから、ピキア・パストリス酵母株を含む、様々な糖やアルコールを炭素源として効率的に利用できる菌株を特定しました。

次に、ピキア・パストリスの野生株の特定の遺伝子をノックアウトすることで、メタノール耐性を持つ酵母を作製し、代謝効率を大幅に向上させました。この技術は、メタノールをタンパク質に変換するという目標を大きく前進させました。

CASの報告書には、「研究者らは、改良したピキア・パストリスを用いて、乾燥細胞重量120g/リットル、粗タンパク質含有量67.2%を達成した。また、メタノールからタンパク質への変換効率は理論値の92%に達した」と記されている。

変換率が高いため、このタンパク質生産方法は経済的に非常に魅力的です。

「耕作地を必要とせず、季節や気候の影響を受けず、従来の発酵方法に比べて数千倍も効率的です。さらに、微生物のタンパク質含有量は40～85%と、天然植物よりもはるかに高いです」とウー教授は論文の中で述べています。

これらのタンパク質は、アミノ酸、ビタミン、無機塩、脂肪、炭水化物も豊富に含まれており、さまざまな用途で魚粉、大豆、肉、脱脂粉乳の一部を置き換えることができます。

研究チームは産業規模の研究展開を開始し、動物飼料用のメタノールタンパク質を数千トン生産している。具体的なパートナーは明らかにされていない。

微生物タンパク質は栄養価が高く、大豆タンパク質に含まれるアレルゲンを含まないため、優れたタンパク質源となります。しかし、現在市場に出回っている製品はごくわずかです。

米国企業KnipBioは、遺伝子組み換え株を用いてメタノールから魚粉に匹敵する高品質の飼料用タンパク質「KnipBio Meal」を生産しました。この製品は米国食品医薬品局（FDA）の安全性承認を取得しています。

華宇（出典：SCMP）

ソース: https://vtc.vn/trung-quoc-bien-than-thanh-protein-ar846193.html