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Jul 09, 2023

Les usines microbiennes offrent une solution à l'écologie

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Malgré des décennies de croissance démographique mondiale, la crise alimentaire mondiale semble à nouveau proche, car la productivité alimentaire est considérablement réduite en raison de la présence prolongée de conditions météorologiques anormales dues à l'intensification du changement climatique et la chaîne d'approvisionnement alimentaire mondiale est détériorée en raison des conflits internationaux tels que les guerres qui s'aggravent. les pénuries alimentaires et les inégalités nutritionnelles dans le monde. Dans le même temps, cependant, à mesure que la prise de conscience de l’environnement et de la durabilité augmente, on observe, non sans ironie, une augmentation de la demande de produits alimentaires et de beauté plus respectueux de l’environnement et de haute qualité. À une époque comme celle-ci, les micro-organismes attirent l’attention comme étant la clé permettant de résoudre ces quelques problèmes apparemment lointains.

KAIST (président Kwang-Hyung Lee) a annoncé le 26 que Kyeong Rok Choi, professeur-chercheur au Centre de recherche sur les bioprocédés et Sang Yup Lee, professeur émérite du Département de génie chimique et biomoléculaire, ont publié un article intitulé « Ingénierie métabolique des Microorganismes pour la production alimentaire et cosmétique » sur invitation de « Nature Reviews Bioengineering » pour être publié en ligne par Nature après examen par les pairs.

L’ingénierie métabolique des systèmes est un domaine de recherche fondé par le professeur distingué Sang Yup Lee du KAIST pour développer plus efficacement des usines de cellules microbiennes, facteur central de la bio-industrie de nouvelle génération destinée à remplacer l’industrie chimique existante qui dépend fortement du pétrole. En appliquant une stratégie d'ingénierie métabolique systémique, les chercheurs ont développé un certain nombre d'usines de cellules microbiennes hautes performances qui produisent une variété de composés alimentaires et cosmétiques, y compris des substances naturelles comme l'hème et les composés de protoporphyrine IX de zinc qui peuvent améliorer la saveur et la couleur de la viande synthétique. , le lycopène et le β-carotène qui sont des pigments naturels fonctionnels qui peuvent être largement utilisés dans les aliments et les cosmétiques, et l'anthranilate de méthyle, un composé dérivé du raisin largement utilisé pour conférer l'arôme du raisin dans la fabrication d'aliments et de boissons.

Dans cet article rédigé à l'invitation de Nature, l'équipe de recherche a couvert des cas remarquables d'usines de cellules microbiennes capables de produire des acides aminés, des protéines, des graisses et des acides gras, des vitamines, des arômes, des pigments, des alcools, des composés fonctionnels et d'autres additifs alimentaires utilisés dans divers aliments. et les cosmétiques et les entreprises qui ont commercialisé avec succès ces matériaux d'origine microbienne. En outre, le document organise et présente des stratégies d'ingénierie métabolique des systèmes qui peuvent stimuler le développement d'usines industrielles de cellules microbiennes capables de produire des composés alimentaires et cosmétiques plus diversifiés de manière respectueuse de l'environnement. avec la faisabilité économique.

Par exemple, en produisant des protéines ou des acides aminés à haute valeur nutritionnelle grâce à de la biomasse non comestible utilisée comme aliment pour animaux ou comme engrais par le processus de fermentation microbienne, cela contribuera à l’augmentation de la production et à un approvisionnement stable en nourriture dans le monde. En outre, en contribuant au développement de viandes alternatives plus viables, réduisant encore davantage la dépendance aux protéines animales, elle peut également contribuer à réduire les gaz à effet de serre et la pollution environnementale générée par l’élevage ou la pisciculture.

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De plus, la vanilline ou l'anthranilate de méthyle, qui dégagent un arôme de vanille ou de raisin, sont largement ajoutés à divers aliments, mais les produits naturels isolés et raffinés à partir de plantes sont de faible production et leur coût de production est élevé, de sorte que dans la plupart des cas, les substances pétrochimiques dérivées de la vanilline et l'acide méthylanthranilique sont ajoutés aux aliments. Ces matériaux peuvent également être produits selon une méthode respectueuse de l’environnement et de l’homme en empruntant le pouvoir des micro-organismes.