Um fungo editado geneticamente produziu uma proteína semelhante à carne que cresce mais depressa e necessita de muito menos açúcar do que a estirpe actualmente utilizada.
Estes avanços aproximam um dos mais antigos substitutos da carne do mundo da capacidade de concorrer com a pecuária em eficiência e escala.
Fermentação de proteína de fungo
No interior de fermentadores de aço inoxidável, o fungo desenvolve-se em filamentos densos que podem ser recolhidos como proteína comestível em poucos dias.
A trabalhar com este sistema, o Dr. Xiao Liu, da Universidade de Jiangnan, em Wuxi, demonstrou que uma estirpe redesenhada conseguia transformar açúcar em proteína com uma eficiência muito superior.
Os ensaios indicaram que a nova estirpe, denominada FCPD, produzia proteína quase duas vezes mais rapidamente, consumindo simultaneamente bastante menos açúcar do que a estirpe de origem.
Estes resultados levam o ingrediente para além de um substituto de carne de nicho e levantam questões sobre a forma como as proteínas microbianas poderão competir com a agricultura convencional.
Micoproteína à mesa
Nas listas de ingredientes, a micoproteína - proteína obtida a partir de fungos em tanques de fermentação - indica que a proteína tem origem em micróbios.
A textura mastigável e o sabor semelhante ao da carne resultam do próprio fungo, pois as suas fibras longas unem-se durante a confecção.
Ao contrário de um cogumelo com chapéu e pé, Fusarium venenatum, um fungo filamentoso cultivado para produzir proteína comestível, passa toda a sua vida em tanques.
As paredes celulares espessas tornavam anteriormente a proteína mais difícil de digerir, pelo que melhorar o seu valor nutricional exigia alterar o próprio fungo.
Fungo editado geneticamente sem ADN adicional
Em vez de introduzir um novo gene, a equipa eliminou dois genes já existentes para modificar o comportamento do fungo.
Com recurso ao CRISPR - uma ferramenta que corta o ADN em pontos seleccionados -, realizou essas eliminações com grande precisão.
Não permaneceu ADN estranho, algo que pode ser relevante quando reguladores e consumidores avaliam o que é considerado modificação genética.
Dois cortes dirigidos proporcionaram dois benefícios: um destinado a melhorar a digestibilidade e outro a aumentar a eficiência de produção.
Afinar a parede celular
As paredes celulares densas dos fungos podem reter nutrientes, mantendo parte da proteína inacessível durante a digestão e o processamento alimentar.
Um dos materiais da parede, a quitina - uma fibra rígida que ajuda a formar as paredes fúngicas -, constituiu um alvo evidente.
Ao desactivar um gene responsável pela produção de quitina, os investigadores tornaram a parede mais fina, permitindo que as enzimas e os ácidos do estômago alcançassem mais proteína.
Uma redução excessiva poderia enfraquecer o crescimento, pelo que foi necessário equilibrar a digestão facilitada com um fungo que continuasse a desenvolver-se bem.
Fazer render mais o açúcar
Ao longo da fermentação, os micróbios podem desperdiçar parte do açúcar em produtos secundários, em vez de formarem biomassa comestível.
Ao redireccionar a química interna para o crescimento, o fungo editado conseguiu converter uma maior proporção de cada colher de açúcar presente no meio de cultura em proteína.
A eliminação de um gene que desvia carbono para gases residuais reteve mais matéria dentro da célula para a produção de proteína.
A menor necessidade de açúcar também implica menos cargas de camião de matéria-prima, uma das razões para a melhoria dos indicadores de impacto.
Avaliar a pegada completa
Métricas como o crescimento acelerado só têm verdadeira importância quando se confirmam em toda a cadeia de abastecimento, e não apenas num frasco de laboratório.
Para o verificar, os autores realizaram uma avaliação do ciclo de vida, que contabiliza os impactos desde os factores de produção até à saída da fábrica.
Em seis cenários nacionais, a FCPD reduziu as emissões que contribuem para o aquecimento global entre 4 e 61.3 percent, face à estirpe original.
As fontes de electricidade e a produção de açúcar continuaram a representar grande parte do impacto, pelo que redes eléctricas mais limpas geraram a maior diferença.
Poupança de solo e água
Num cenário baseado na China, a micoproteína produzida pela estirpe editada exigiu 70 percent menos terreno do que o frango.
A menor utilização de solo deveu-se ao facto de o processo dispensar pastagens e culturas para alimentação animal, recorrendo antes a tanques e açúcar.
Na mesma análise, o risco de poluição da água doce diminuiu 78 percent, sobretudo por evitar o escoamento de estrume e fertilizantes.
Estas poupanças dependem dos recursos introduzidos no fermentador, pelo que o fornecimento responsável de açúcar e electricidade continua a ser essencial.
Melhora a qualidade da proteína de fungo
Além da quantidade total de proteína, o fungo editado apresentou perfis de aminoácidos mais adequados às necessidades alimentares humanas. O seu índice de aminoácidos essenciais, uma pontuação que avalia em que medida a proteína satisfaz essas necessidades, aumentou 32.9 percent.
As alterações que reduziram o desperdício de carbono também disponibilizaram mais blocos de construção para a produção de aminoácidos, elevando a qualidade sem acrescentar novos ingredientes.
A digestão humana e os testes de alergias ainda terão de confirmar estes benefícios em dietas reais, uma vez que as mudanças na fermentação podem alterar as proteínas.
Da fase-piloto ao prato com proteína de fungo
Os produtores alimentares ouvem cada vez mais pedidos por proteína saborosa e escalável, sem custos ambientais elevados.
O autor do estudo explicou que está a aumentar a procura por fontes de proteína simultaneamente nutritivas e ambientalmente sustentáveis, mas que os esforços anteriores com micoproteína raramente abordaram o impacto ambiental de todo o processo produtivo.
Antes de este fungo editado geneticamente chegar à maioria dos consumidores, reguladores e empresas ainda precisam de efectuar verificações de segurança, utilizar fermentadores de grande dimensão e disponibilizar rótulos claros.
Ao editar um fungo alimentar já conhecido, a equipa melhorou a digestibilidade, a qualidade proteica e a eficiência de produção numa única intervenção coordenada.
Testes independentes e um trabalho regulatório cuidadoso determinarão se a FCPD se torna um ingrediente comum ou permanece um protótipo promissor.
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