Sähköstä ruokaa - ympäristöystävällinen ratkaisu ruoantuotantoon

Uusi tutkimushanke selvittää, kuinka uusiutuvalla sähköllä, ilmasta erotetulla hiilidioksidilla ja mikro-organismeilla voidaan tuottaa ruokaa – yksisoluproteiinia, joka sisältää yli puolet proteiinia, neljänneksen hiilihydraatteja ja loput lipidejä ja nukleiinihappoja. Ympäristöystävällinen menetelmä voi tulevaisuudessa korvata perinteistä maatalouden ruoantuotantoa.

Lappeenrannan teknillisen yliopiston (Lappeenranta University of Technology, LUT) ja Teknologian Tutkimuskeskus VTT Oy:n elokuussa alkaneen tutkimushankkeen menetelmä perustuu mikro-organismien kasvattamiseen. Menetelmässä bioreaktoriin johdetaan uusiutuvaa sähköä, jonka tuottama virta hajottaa vettä vedyksi ja hapeksi. Samaan aikaan reaktoriin laitetaan myös ilmasta otettua hiilidioksidia. Reaktorissa oleville mikrobeille annetaan lisäksi ravinteita, kuten typpeä, rikkiä ja fosforia, sekä muita hivenaineita. Näin ne kasvavat ja monistuvat.

Ruoanvalmistusprosessin aluksi massasta kuivatetaan vesi pois. Lopputuotteena syntyy seosta, joka muistuttaa ulkonäöltään proteiinijauhetta tai kuivahiivaa. Ajatuksena on, että sitä voisi pidemmällä tähtäimellä käyttää ruoanlaitossa sellaisenaan.

"Eihän hiiva ole tästä erikoisempi tuote. Hiiva on myös mikrobi", huomauttaa professori Jero Ahola.

Laskelmien mukaan prosessin hyötysuhde voisi olla merkittävästi parempi kuin kasveilla ja vähintään sama kuin levillä. Energiahyötysuhde auringonvalosta kasvibiomassaan on noin 1-2 prosenttia ja leväbiomassaan enintään viisi prosenttia. Sähköä käyttämällä auringon energiasta päätyy vähintään viisi prosenttia vetymikrobeihin tämänhetkisellä [TV1] aurinkokennojen ja veden elektrolyysin tehokkuudella.

Tällä hetkellä valmistusprosessi kestää noin kaksi viikkoa. Jotta tuotteesta saadaan kilpailukykyinen, valmistusaika täytyy saada lyhyemmäksi.

Tutkijat arvioivat, että menetelmällä voisi tulevaisuudessa korvata osan maatalouden ruoantuotannosta. Maataloussektori on globaalisti toiseksi suurin kasvihuonekaasujen tuottaja energiasektorin jälkeen. Maapallolla on vain rajallisesti viljelymaata, jota otetaan käyttöön raivaamalla tieltä metsämaata aiheuttaen lisää kasvihuonekaasupäästöjä. Samaan aikaan maailman väkiluku ja sitä mukaa myös ruoantarve kasvaa. Tutkittavalla menetelmällä voisi tuottaa proteiinipitoista ruokaa ilman viljelysmaata ja karjankasvatusta näin välttäen päästöt[TV2] .

"Jos verrataan kilpailevaan tuotteeseen, soijaproteiiniin, ero on selvä. Soijaproteiinin kasvattamiseen tarvitaan auringonvaloa, kosteutta, maaperä ja tietty lämpötila. Eli ympäristön on tarjottava oikeanlaiset puitteet, ja lopuksi soija on vielä kuljetettava Suomeen. Tutkimamme menetelmä irrottaa valmistuksen täysin ympäristöstä ja tekee sen vielä ympäristöystävällisesti", Ahola selittää.

Tutkijat huomattavat, että laajamittaiseen kaupallistamiseen on matkaa, vaikka ensimmäiset ruoka-ainekset on jo laboratorio-oloissa sähköenergialla tuotettu. Hankkeessa keskitytään vielä perustutkimukseen, ja alustavia tutkimustuloksia on saatavilla aikaisintaan kahden vuoden päästä.

Tutkimusta rahoittaa Suomen Akatemia. Hanke kestää neljä vuotta.

Lisätietoja:

Jero Ahola, professori, LUT, jero.ahola@lut.fi, 040 529 8524, @JeroAhola

Juha-Pekka Pitkänen, johtava tutkija, VTT, juha-pekka.pitkanen@vtt.fi, 040 356 9758

Kuvat