Sähköstä tuotettu proteiini lievittämään maailman nälänhätää

Lappeenrannan teknillisen yliopiston (Lappeenranta University of Technology, LUT) ja Teknologian tutkimuskeskus VTT:n yhteisessä tutkimuksessa on tuotettu ensimmäinen erä yksisoluproteiinia sähkön ja hiilidioksidin avulla. Näin valmistettua proteiinia voidaan kehittää eläin- ja ihmisravintoon soveltuvaksi. Menetelmä irrottaa ravinnon valmistuksen ympäristön rajoitteista. Proteiinia voidaan tuottaa missä tahansa, missä uusiutuvaa energiaa saadaan esimerkiksi auringosta.

"Kaikki raaka-aineet saadaan käytännössä ilmasta. Siksi teknologia voidaan tulevaisuudessa viedä esimerkiksi aavikoille tai muille alueille, missä on suuri nälänhätä. Yksi vaihtoehto voi olla myös kotireaktori eli eräänlainen kodinkone, jolla kuluttaja itse voi valmistaa tarvitsemansa proteiinin", kertoo johtava tutkija Juha-Pekka Pitkänen VTT:ltä.

Tutkijat kehittävät proteiinia ruoan lisäksi myös eläinten ravinnoksi rehun muodossa. Sähköstä tuotetulla proteiinilla voidaan korvata eläinten rehua ja näin vapauttaa maapinta-alaa muuhun tarkoitukseen, esimerkiksi metsän kasvattamiseen. Ruokaa voidaan tuottaa paikallisesti siellä, missä sitä tarvitaan.

"Perinteiseen maatalouteen verrattuna nyt kehitettävä tuotanto ei vaadi ympäristöltä maatalouden kasvuolosuhteita kuten lämpötilaa, kosteutta tai tiettyä maaperän laatua. Voimme siis tuottaa tarvittavan eläinravinnon täysin automaattisella prosessilla, esimerkiksi maatilan yhteydessä olevalla konttilaitoksella. Menetelmään ei tarvita kasvinsuojeluaineita. Suljetussa prosessissa käytetään vain tarvittava määrä lannoitteiden kaltaisia ravinteita, jolloin vältytään niiden aiheuttamilta ympäristövaikutuksilta, kuten valumilta vesistöihin tai voimakkaiden kasvihuonekaasujen muodostumiselta", kuvailee professori Jero Ahola LUT:stä.

Jopa 10-kertainen energiahyötysuhde

Tutkijoiden alustavien arvioiden mukaan sähköstä ruokaa -prosessissa auringosta saatavan energian hyötysuhde on jopa 10-kertainen verrattuna tavalliseen auringon voimalla tapahtuvaan yhteyttämiseen, mihin esimerkiksi soijan kasvatus perustuu. Jotta tuotteesta saadaan kilpailukykyinen, täytyy tuotantoa vielä tehostaa roimasti. Tällä hetkellä proteiinigramman valmistamiseen menee noin kaksi viikkoa kahvikuppikokoluokan laboratoriolaitteilla.

Seuraavaksi tutkijat tavoittelevat pilot-tuotannon aloittamista. Pilotointivaiheessa materiaalia tuotettaisiin riittäviä määriä rehu- ja ruokatuotteiden kehittämiseksi ja testaamiseksi. Tämä mahdollistaisi myös kaupallisen selvittämisen.

"Keskitymme nyt teknologian kehittämiseen: reaktorikonsepteihin, teknologiaan, hyötysuhteen parantamiseen sekä prosessin ohjaukseen eli uusiutuvan energian säätämiseen ja mallintamiseen niin, että mikrobit kasvavat mahdollisimman hyvin. Konseptista on tarkoitus kehittää massatuote, jonka hinta laskee sitä mukaa, kun teknologia yleistyy. Talous sanelee kaupallistamisen aikataulun", Ahola toteaa.

50 prosenttia proteiinia

"Pidemmällä tähtäimellä sähköllä tuotettua proteiinia on tarkoitus käyttää ruoanlaitossa ja tuotteissa sellaisenaan. Ravinnerikas seos sisältää yli 50 prosenttia proteiinia, neljänneksen hiilihydraatteja ja loput rasva-aineita ja nukleiinihappoja. Lopputuotteen koostumusta voidaan muokata tuotanto-organismeja vaihtamalla", kertoo Pitkänen.

Tutkimus linkittyy LUT:n ja VTT:n laajamittaiseen Neo-Carbon Energy -tutkimushankkeeseen, jossa kehitetään täysin uusiutuvaa ja päästötöntä energiajärjestelmää. Sähköstä ruokaa -tutkimusta rahoittaa Suomen Akatemia, ja hanke kestää neljä vuotta.

Lisätietoja:

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

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

Kuvia proteiinista, laitteistosta ja tutkijoista.