Прорыв в ферментации: новый путь к устойчивым пищевым красителям

Исследователи из Центра биологической устойчивости DTU Biosustain разработали инновационный процесс ферментации для производства натуральных пищевых красителей типа беталаинов. Эта технология предлагает более устойчивую и эффективную альтернативу традиционным методам экстракции.

Работа опубликована в журнале Nature Microbiology.

Беталанины, придающие красной свекле её характерный оттенок, широко используются в продуктах от мясных заменителей до конфет и мороженого. Самый известный из них — бетанин, который до сих пор получали из красной свеклы. Однако концентрация бетанина в свекле составляет всего около 0.2% от сырого веса, что делает традиционную экстракцию очень расточительной.

«По-настоящему революционным в нашем процессе является не только его устойчивость и потенциально более низкая стоимость, но и возможность получить продукт более высокой чистоты. В то время как свекольный экстракт содержит сахара в высоких концентрациях, наш ферментированный продукт может быть без сахара и, следовательно, более концентрированным. Кроме того, этот процесс представляет собой платформу для производства других беталаниновых красителей, которые сейчас слишком дороги для извлечения из растений», — говорит профессор Ирина Бородина.

Исследовательская группа под руководством профессора Бородиной использовала для этого маслянистые дрожжи Yarrowia lipolytica, часто встречающиеся в сыре. Команда провела метаболическую инженерию для оптимизации клеточного метаболизма, что обеспечило повышенное производство пигмента и сокращение побочных продуктов, предотвратив нежелательное потемнение.

Удовлетворение мирового спроса с использованием лишь десятой части земли

В рамках проекта исследователи из Управления устойчивых инноваций DTU Biosustain провели комплексную оценку жизненного цикла нового процесса ферментации:

«Наши выводы указывают, что процесс на основе ферментации использует значительно меньше ресурсов, энергии и земли по сравнению с традиционной экстракцией бетанина из свеклы. По сути, если полностью реализовать потенциал этого производства, мы сможем удовлетворить мировой спрос, используя лишь десятую часть эквивалентной площади земли», — говорит доктор Сумеш Сукумара.

Дальнейшие технико-экономические оценки показывают, что бетанин, произведённый ферментацией, может стать жизнеспособной альтернативой в современных рыночных условиях. Это открывает потенциал для более широкой палитры натуральных пищевых красителей, которые производятся более устойчиво и потенциально более доступны.

Новая технология имеет огромные перспективы для различных отраслей, включая биотехнологии, производство пищевых красителей и метаболическую инженерию.