"Meso od algi": kako mikroalge i soja postaju budući odresci

Kome možemo vjerovati s novim proteinom za planet tava? Znanstvenik za materijale Stefan Guldin (TUM/TUMCREATE, projekt Proteins4Singapore) pokazuje nekonvencionalan odgovor: mikroalge + soja. U nedavnom članku u časopisu Nature objašnjava kako se sirovine dobivaju iz jednostaničnih kultura sa 60-70% proteina, a zatim se „podešava“ njihovo samoslaganje i tekstura kako bi se imitirala „mesnata“ zalogaj i sočnost. Kontekst je singapurski cilj „30x30“: proizvoditi 30% hrane lokalno do 2030. u okruženju s malo zemlje, gdje kompaktni bioreaktori algi izgledaju posebno logično.

Pozadina studije

Alternativni izvori proteina nisu modni hir, već odgovor na nekoliko uskih grla odjednom: rast stanovništva, klimatska ograničenja, nedostatak zemljišta i vode, a u nekim megagradovima i ranjivost lanaca opskrbe ovisnih o uvozu. Singapur je tipičan primjer: zemlja uvozi lavovski dio svoje hrane i postavila je cilj "30x30" - proizvoditi 30% svoje prehrane u zemlji do 2030. U takvom geografijskom području, kompaktni bioreaktori i zatvoreni fotobioreaktori s mikroalgama su logični: gotovo da ne zahtijevaju tlo, rade tijekom cijele godine i skalabilni su "po gradu", a ne "po hektaru".

Mikroalge nisu zanimljive samo zbog svoje „vertikalne“ proizvodnje. Brojni sojevi ( Chlorella, Nannochloropsis, Arthrospira/„spirulina“ ) osiguravaju 50-70% proteina u suhoj tvari, a uz protein dolaze i polinezasićene masne kiseline, pigmenti i antioksidansi. Iz takve biomase mogu se dobiti proteinski koncentrati i izolatori – „građevni blokovi“ za prehrambene sustave. Njihova prednost u odnosu na mnoge kopnene kulture je fleksibilnost sastava kroz kontrolu uvjeta uzgoja i neovisnost o sezonalnosti: proizvodne serije je lakše standardizirati.

Ali "zeleni prah" se sam od sebe ne pretvara u "kotlet". Proteini algi imaju specifičan profil okusa i arome (klorofili, "morska" nota), varijabilnu topljivost i želiranje, a jake stanične stijenke otežavaju probavljivost ako se ne obrađuju ispravno. Stoga tehnološki transporter: frakcioniranje, izbjeljivanje/dezodorizacija, podešavanje funkcionalnih svojstava (emulgiranje, zadržavanje vode, viskoelastičnost). Istovremeno, sušenje i odvajanje biomase moraju se provoditi energetski učinkovito, inače se gubi dio ekološke i cjenovne dobiti; dodajte ovdje regulaciju "nove hrane" i pitanje alergena - i postaje jasno zašto je put od reaktora do pulta dug.

Ključ iskustva „mesa“ je strukturiranje. Proteinski koncentrati moraju se prisiliti da se samoorganiziraju u vlaknastu, slojevitu mikrostrukturu koja pruža elastični „zagriz“ i zadržava sokove i masnoću. To se postiže smičnim poljima, ekstruzijom, kontrolom mikrofazne separacije i dodavanjem lipida/aromatskih prekursora. U praksi se protein algi često miješa s proteinom soje: to olakšava postizanje pravog profila aminokiselina, poboljšava formiranje teksture i „smanjuje“ okus algi. Posljednja prepreka je potrošač: potrebni su nam recepti za lokalne kuhinje, slijepe degustacije i jasno označavanje. Zato se znanost o materijalima i senzorni alati dodaju algoritmima kemije hrane: bez njih će „meso algi“ ostati laboratorijska demonstracija, a ne proizvod koji će ljudi kupiti drugi put.

Zašto mikroalge?

• Proteina do vrha. Neke vrste pružaju do 60-70% proteina u suhoj tvari - usporedivo i više od tipičnih izvora.
• Urbani format. Uzgajaju se u reaktorima, gotovo bez zemlje i s malim vodenim otiskom - praktično za megagrad poput Singapura.
• Fleksibilna obrada. Iz biomase se ekstrahiraju proteinske frakcije koje se mogu koristiti kao "konstruktori" teksture.

Što radi Guldinov tim?

Fokus istraživanja je kako postići da se biljni proteini ponašaju poput "mesa". Pristup znanosti o materijalima ovdje je odlučujući: kontroliranjem samoorganizacije proteinskih niti i njihove interakcije s vodom i mastima moguće je sastaviti željenu mikrostrukturu - slojevitost, vlaknastost, elastičnost. To je slučaj kada "fizika meke materije" djeluje po volji.

• Sirovine: mješavina mikroalgi i sojinih proteina - ravnoteža okusa, nutritivnih vrijednosti i cijene.
• Proces: ekstrakcija → odabir uvjeta samoslaganja → testovi mente/žvakanja i sočnosti → prilagodbe recepta.
• Mjesto održavanja: konzorcij TUMCREATE/Proteins4Singapore - most između zaklada i prehrambenih tehnologija za zadovoljavanje potreba grada-države.

Što je već jasno - i što usporava "alternativno meso" na algama

• Prednosti:
  • visoka gustoća proteina i potpuni profil aminokiselina kod brojnih vrsta;
  • skalabilnost u zatvorenim sustavima;
  • izgledi za smanjenje ugljičnog i vodenog otiska.
• Izazovi:
  • okus i aroma (klorofili, „morske“ note) zahtijevaju maskiranje i izbjeljivanje pigmenata;
  • funkcionalna svojstva (topljivost, želiranje) razlikuju se među vrstama i ovise o obradi;
  • ekonomija i regulacija: stabilnost lanaca opskrbe usjevima, standardizacija proteinskih koncentrata.

Zašto Singapuru (i ne samo) ovo treba

Singapur uvozi >90% svoje hrane i ima za cilj lokalno proizvoditi 30% hrane do 2030. Kompaktni reaktori s mikroalgama + prerada proteina u "mesne" proizvode način su dodavanja grama proteina po kvadratnom metru i smanjenja ranjivosti na šokove u opskrbi. Isto vrijedi i za gradove s nestašicom zemljišta i vode.

Kako napraviti "mesni zalogaj" od "zelene kaše"

• Struktura: kontrolira mikrofazno odvajanje i orijentaciju proteinskih vlakana (ekstruzija, polja smicanja) - otuda vlaknastost i "val" pri zagrizu.
• Sočnost: enkapsulira masti, veže vodu s hidrokoloidima - imitacija "mesnog soka".
• Okus: fermentacija, odabir lipidnog profila i aromatskih prekursora - udaljavanje od note "morskih algi" prema "umamiju".

Što je sljedeće za Proteins4Singapore

• Od laboratorija do mini radionica: stabilnost serije, rok trajanja, hladna logistika.
• Dijetetika i sigurnost: alergeni biljnih proteina, probavljivost, označavanje.
• Testiranje potrošača: Slijepe degustacije i istraživanje ponašanja u azijskim kuhinjama – Taste Matters.

Autorovi komentari

Materijal zvuči pragmatično, "inženjerski" optimistično: mikroalge nisu egzotične radi pompe, već pravi konstruktor proteinskih proizvoda, ako se zadatak gleda očima znanstvenika za materijale. Ključ nije samo uzgojiti biomasu sa 60-70% proteina, već naučiti proteinske frakcije da se sastave u "mesnatu" mikrostrukturu i istovremeno zadrže okus, sočnost i cijenu. Stoga je oklada na duet mikroalgi + soje: prve imaju gustoću proteina i kompaktnu proizvodnju, druge imaju dokazanu teksturabilnost i "meki" profil okusa.

Autor naglašava nekoliko važnih, često „neizrečenih“ stvari:

• Tekstura i senzorika su važniji od slogana. "Zeleni" otisak je plus, ali ljudi će kupiti ono što je ugodno za žvakanje i ukusno za jelo. Stoga je naglasak na samosklapanju proteina, vlakana i zadržavanju masti/sokova.
• Funkcije su važnije od taksonomije. Nije toliko važno "kakva je alga" koliko koja funkcionalna svojstva (topljivost, želiranje, emulgiranje) izolirana proteinska frakcija pruža nakon obrade.
• Mješavina nije kompromis, već strategija. Mješavina algi i sojinih proteina pomaže u zatvaranju tri zadatka odjednom: profil aminokiselina, tehnološka učinkovitost i neutralizacija "morskih" nota.
• Logika urbane proizvodnje. Za Singapur i megagradove ključ je "protein/m²" i sezonska neovisnost: zatvoreni reaktori, kratki lanci opskrbe, stabilnost serije.
• Ekonomija i energija su filter stvarnosti. Jeftina dehidracija/izbjeljivanje i smanjivanje opsega mini radionica su uska grla; bez njih, ekologija i cijena mogu "ispariti" u fazi obrade.
• Regulacija i povjerenje. "Nova hrana" su standardi, alergeni, označavanje i testiranja potrošača, te za lokalne kuhinje (ne samo "format hamburgera").

Što se, prema autoru, treba dogoditi da bi se „meso od morskih algi“ premjestilo s demonstracija na masovni proizvod:

• Standardizirajte proteinske koncentrate (od serije do serije prema funkcionalnim parametrima, ne samo prema % proteina).
• Energetski učinkovito rješavaju "prljave" korake - odvajanje vode, dezodoriranje/izbjeljivanje bez gubitka hranjivih tvari.
• Pokrenuti mini proizvodne lance u gradu: od reaktora do pilotnih ekstruzijskih linija i hladne logistike.
• Povežite recepte s kontekstom kuhinje (Azija/Europa): arome, masti, začini - za prave testove ponašanja.
• Iskreno izračunajte LCA (ugljik/voda/energija) za stvarne vage, a ne za laboratorijske grame.

Glavna poruka: alternativni protein nije jedan „super-sastojak“, već kombinacija znanosti o materijalima i prehrambenih rješenja. Mikroalge pružaju kompaktnost i gustoću proteina, soja pruža pouzdano „pojačanje“ teksture, a kompetentno inženjerstvo pretvara ovo u proizvod koji želite jesti drugi put.

Zaključak

Mikroalge nisu futuristička fantazija, već tehnološka platforma za gradove gdje je zemljište rijetko, a proteini su potrebni. Rad Guldina i kolega pokazuje da ako kontrolirate samoslaganje i teksturu proteina, "zeleni" koncentrat se doista pretvara u "mesni" proizvod - i to se logično uklapa u singapursku strategiju održivosti hrane 30x30. Zatim dolazi trka na duge staze: aroma, cijena, standardi i ljubav potrošača.

Izvor: Christine Ro. Sirovi sastojci: pretvaranje alginih proteina u lažno meso. Nature, 18. kolovoza 2025.; intervju sa S. Guldinom (TUM/TUMCREATE, Proteins4Singapore). Dodatni kontekst: ciljevi 30×30 i materijali o Proteins4Singapore. doi: https://doi.org/10.1038/d41586-025-02622-7