Несмотря на их способность создавать материю из воздуха, водоросли и цианобактерии долгое время игнорировались биотехнологической промышленностью. Однако в последнее время они начали завоевывать новые рыночные ниши.
В центре Парижа, прямо напротив старой лаборатории Марии Кюри, Пьер Крозе, доцент Сорбонского университета, изучает фотосинтез. Его исследования направлены на то, чтобы упростить создание микроводорослей и следовательно, сделать их более привлекательными для отрасли. “Микроводоросли фотосинтезируют и довольно эффективны в этом, но требуют гораздо меньше места или питательных веществ, чем наземные растения», – сказал он.
Идея о том, что новые технологии должны служить устойчивости, начала укореняться в обществе. Использование фотосинтетических микробов для биотехнологических целей кажется несложным. Биомасса водорослей растет буквально из воздуха, им нужна только вода, углекислый газ и неорганические питательные вещества. Многие из них растут на морской воде и на землях, не пригодных для сельского хозяйства.
«Сегодня мы неплохо справляемся с преобразованием водорослей. Поэтому я бы не считал это особенно трудным», – говорит Крозе, указывая на то, что в настоящее время получение нового штамма водорослей с помощью генной инженерии занимает всего несколько недель. Таким образом, технически они должны быть в состоянии эффективно заменять бактерии и дрожжи, которые, как правило, требуют более сложных средств для выращивания, а также источника сахара, чтобы иметь возможность производить любой продукт.
Однако водоросли исторически не считались хорошей альтернативой дрожжам и бактериям из-за их более медленного роста. Кроме того, крах многих компаний, производящих биотопливо из водорослей, около десяти лет назад нанес удар по отрасли, от которой до сих пор трудно оправиться.
Биотопливная катастрофа
В начале 2010-х годов было сформировано несколько стартапов по производству биотоплива, в основном в США. Многие утверждали, что они близки к предложению биотоплива из водорослей по конкурентоспособным рыночным ценам. Sapphire Energy, Solazyme и Algenol, среди прочих, получили значительные государственные и частные инвестиции и вызвали большие надежды. Но из-за технологических проблем и падения цен на нефть в период с 2015 по 2016 год ни один продукт не стал коммерчески жизнеспособным, и эти предприятия либо обанкротились, либо были вынуждены радикально изменить свою направленность.
«Проблема водорослей и цианобактерий сводится к их медленному росту и стоимости производства», – говорит Хью Гулд, научный сотрудник Департамента первичной промышленности штата Новый Южный Уэльс, Австралия. По словам Гулда, ресурсы, необходимые для поддержания фотосинтеза, очень высоки, а это означает, что они не размножаются так быстро, как бактерии и дрожжи, обычно используемые в биотехнологических приложениях.
Бактерии и дрожжи были оптимизированы в течение многих лет в биотехнологических приложениях, таких как производство товарных химикатов, а также ценных соединений, таких как фармацевтические препараты, а это означает, что фотосинтезирующие организмы больше не могут конкурировать с этими приложениями. «Инвесторы должны знать, что вы собираетесь производить товар дешевле, чем это могут сделать другие люди. Не стоит производить что-то из водорослей вместо кишечной палочки «просто потому», – сказал Гулд.
Несмотря на эту проблему, водоросли и цианобактерии начали проявлять интерес в новых рыночных нишах, где они могут предложить ключевые преимущества перед традиционными методами биопродукции.
Ориентация на пищевую промышленность
Микроводоросли захватывают солнечный свет, используя пигменты ярких цветов, такие как хлорофиллы, каротиноиды и фикоцианин. В частности, водоросли спирулина и хлорелла давно попали на рынок в качестве пищевых добавок и пищевых красителей. Водоросли также являются отличным источником белка, что открывает множество возможностей для производства аналогов мяса и веганской пищи в целом.
Unilever, крупный производитель продуктов питания и других потребительских товаров, убедился в питательном потенциале микроводорослей, заключив в июле партнерство с британской компанией Algenuity. «Водоросли – источник высококачественного белка растительного происхождения, – сказал Манфред Абен, вице-президент по науке и технологиям Unilever . «Эти продукты понравятся самым разным потребителям; для веганов и вегетарианцев, а также для флекситаристов и мясоедов, стремящихся сократить потребление продуктов животного происхождения.”
«В секторе продуктов питания и напитков возможности для ингредиентов на основе микроводорослей очевидны», – пояснил Эндрю Спайсер, генеральный директор Algenuity. « Мы действительно ожидаем применения ингредиентов на основе микроводорослей на рынках, отличных от продуктов питания и напитков, где аналогичные движущие силы в отношении устойчивости, растительных и природных источников ингредиентов одинаково сильны. ”
В прошлом году голландская пищевая и биохимическая компания Corbion объявила о подобном партнерстве с Nestlé, сигнализируя о том, что крупные игроки пищевой промышленности начинают все больше осознавать потенциальную ценность продуктов из водорослей. Другие компании, набирающие обороты в этой области, – это Algama во Франции, стремящаяся предоставить альтернативы мясу, и AlgaEnergy в Испании, производящая продукты питания и корма, а также косметику и удобрения из водорослей.
Помимо еды и кормов
В 2011 году Ренана Кребс окончила Шенкарский колледж инженерии, дизайна и искусства в Тель-Авиве по специальности мода. Работая на модные бренды, она осознала огромное влияние отрасли на окружающую среду. На производство одежды и текстиля приходится 10% мировых выбросов углерода и 20% сточных вод. В поисках альтернативных решений Кребс объединилась со своим отцом и основала Algalife, немецко-израильскую компанию, предлагающую волокна и текстиль на основе водорослей.
«Алгалиф выступает за лучшую планету и лучшую индустрию моды. Мы предоставляем и даем возможность каждому сделать лучший выбор для здорового и устойчивого благополучия », – сказал мне Кребс. Компания сотрудничает с модными брендами, которые хотят изучать и корректировать свои методы, чтобы включить «зеленые» волокна, и даже платить больше за экологически безопасные решения.
Текстиль на основе водорослей от AlgaLife
Ренана Кребс считает водоросли одним из самых влиятельных ресурсов для устойчивого развития и отмечает, что она получает запросы от компаний, не относящихся к индустрии моды.
В Сан-Диего, Калифорния, стартап Algenesis использует масло из водорослей в качестве замены нефти. Два первых продукта, выпущенных стартапом, все основатели которого – серферы, – это доска для серфинга и шлепанцы, сделанные из биополимера водорослей, который является биоразлагаемым.
Помимо моды, водоросли также могут использоваться для производства экологически чистых альтернатив повседневным продуктам нефтехимии. Например, стартап Living Ink в США стремится предоставить экологически чистую альтернативу печатной краске с использованием цианобактерий.
После некоторой начальной икоты водоросли, похоже, попадают на рынок. Новое поколение стартапов в этой области больше ориентировано на отношения между бизнесом, но строит свой бренд на основе спроса клиентов на экологически чистые продукты.
Кажется очевидным, что цианобактерии и водоросли не заменят бактерии и дрожжи в качестве организмов ферментации в традиционных применениях. Тем не менее, они обладают уникальными характеристиками и потенциалом, который ждет своего открытия в результате дополнительных исследований и смелых бизнес-идей. «Я не вижу ограничений в том, что можно сделать с водорослями, кроме нашего собственного воображения», – отметил Крозе.
Источник: AlgaEnergy и AlgaLife
Фото: AlgaEnergy и AlgaLife