Földünk egyre népesebbé válik, és ezzel együtt jár a környezet terhelésének növekedése is. A vízi élővilágra is egyre nagyobb nyomás nehezedik az ipar által kibocsátott szennyvizek és egyéb hulladékok folyókba, tavakba, tengerekbe jutása miatt. Lehetséges, hogy a Dán Műszaki Egyetem (DTU) kutatói most sikerrel jártak ennek a problémának a megoldásában egy új találmány kifejlesztésével. Bizonyos élesztőtörzseket fogtak munkára, amelyek képesek lehetnek az ipari szennyvízből értékes fehérjéket kialakítani, ezáltal csökkentve az ipar által termelt szennyvíz mennyiségét.

Mi is pontosan az élesztő?

Az élesztő mintegy 1500 egysejtű gombafajt magába foglaló gyűjtőfogalom, ezek többsége az Ascomycota törzsbe, néhányuk pedig a Basidiomycota törzsbe tartozik. Az élesztők világszerte megtalálhatók a talajban és a növények felszínén, különösen bőségesen fordulnak elő cukorban gazdag közegekben, például virágnektárban és sok gyümölcsben is. Fontos szerepet töltenek be elsősorban a mezőgazdaságban. Egyes élesztők (Saccharomyces cerevisiae) ugyanis a cukorból etil-alkoholt és szén-dioxidot állítanak elő, előbbi az alkoholok (sör, bor) fermentációjához elengedhetetlen, utóbbi pedig a pékáruk tésztájának kelesztéséhez szükséges.

Mire jutottak a kutatók?

Dániában a kutatók bebizonyították, hogy a Debaryomyces hansenii (D. hansenii) élesztősejt felhasználásával alacsony költséggel és energiafogyasztással lehet előállítani bizonyos fehérjéket. José Martinez, a DTU biomérnök docense évek óta kutat olyan élesztősejteket, amelyek a természetben szélsőséges körülményekhez alkalmazkodtak, ilyen lehet például a magas hőmérséklet, az alacsony tápanyagtartalom vagy a magas sótartalom. Ezeket az organizmusokat hívjuk extremofileknek, róluk részletesebben korábbi cikkünkben is olvashatnak:

Kapcsolódó bejegyzések

Túlélhetnek-e földi mikroorganizmusok más bolygókon?

Kietlen a világűr, de elképzelhető, hogy vannak életformák, amelyek megállják a helyüket ilyen körülmények között is.

A D. hansenii pedig olyan vízi környezetekhez alkalmazkodott, ahol rendkívül magas a sótartalom, így akár hatszor olyan sós vízben is képes túlélni, mint a „normál” tengervíz.

„Vannak olyan vállalkozások, amelyek tápanyagokban gazdag, de nagyon magas sótartalmú szennyvizet termelnek, ami gyakran problémát okoz. A sótartalom megakadályozza a tápanyagok hasznosítását és azt, hogy a vállalkozások ezeket a hulladékáramokat hagyományos szennyvízként kezeljék, így ilyenkor speciális kezelésre van szükség, ami költséges. Miért ne próbálnánk meg ezt a fajta élesztőt ezekben a sós szennyvizekben növeszteni?” – tette fel a kérdést Martinez.

Az élesztő szaporítása

Martinez és kutatócsoportja felvette a kapcsolatot egy sajtgyártó céggel, és megállapodtak abban, hogy tesztelik a D. hansenii-t egy sajtgyártásból származó, magas sótartalmú hulladékban, amely cukorban, nevezetesen laktózban is gazdag. A kísérlet minden várakozást felülmúlt. Az élesztősejtek könnyedén lebontották a cukrokat, és minél magasabb volt a sótartalom, annál hatékonyabb volt a növekedésük. Ezt a hatékonyságot még tovább lehetett növelni nitrogénben gazdag táptalajjal. Éppen ezért azt is tesztelték, hogy a szóban forgó élesztő hogyan viselkedik egy magas laktóztartalmú és magas nitrogéntartalmú szennyvízből létrehozott keverékben, ui. mindkettő elérhető volt a gyárban.

A D. hansenii remekül boldogult ebben a sós keverékben. A kutatók azonban még tovább mentek, és elgondolkodtak, hogy hogyan lehetne további „munkára” fogni az élesztősejteket. Így a csoport a CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats) géntechnológiához fordult, amelynek segítségével úgy módosította a D. hansenii DNS-ét, hogy az fehérjét állítson elő növekedése során. Ebből a fehérjéből aztán többféle tej- és húspótló termék is készülhet, illetve biomasszaként is felhasználható.

Kapcsolódó bejegyzések

Már olcsó mezőgazdasági hulladékokból is előállíthatók fehérjék

Egyre népesebb világunkban már most komoly gondokat okoz az emberek élelmiszer-ellátása, különösképp a fejlődő országokban. Ráadásul az sem mindegy, hogy milyen ételhez jutunk, fontos figyelni a kiegyensúlyozott étrendre, amelynek egyik kulcsa a megfelelő fehérjebevitel. Azonban a fehérje nem terem csak úgy magától, a növények és az állatok is nagy energiát mozgósítanak a fehérjék előállításához. Tudjuk vajon, milyen szerepet játszanak szervezetünkben a fehérjék; milyen alkotóelemekből épülnek fel; és hogyan lehet előállítani őket olcsó és környezetbarát megoldással?

Jövőbeli célok

Habár a D. hansenii élesztősejtekkel végzett kutatás rendkívül ígéretesnek bizonyul, még hosszú az út addig, hogy kereskedelmi forgalomba helyezzék. A kutatók egyelőre laboratóriumi léptékben kísérleteztek, 1 és 5 liter közötti mennyiségű szennyvízzel dolgoztak.

A következő lépést a 10–30 literes mennyiség jelentené, ebben Martinez becslései szerint már problémát jelenthet a teljes térfogat oxigénellátásának megoldása. Ahhoz pedig, hogy a mindennapokban is jelen legyen a találmány, több ezres nagyságrendben kell gondolkozni, ami számos olyan problémát eredményezhet, amilyenek eddig nem jelentkeztek. Így az is lehet, hogy több tíz évet is várni kell még a találmány megjelenésére. További gondot okozhat a kísérletben a génkezelt organizmusok kialakítása, ami örök vita tárgyát képezi a fejlett országokban, erről korábbi cikkünkben részletesen is olvashatnak.

Mindenesetre az ilyen és ehhez hasonló felfedezések később hozzájárulhatnak egy olyan találmány megszületéséhez, amely Földünket – ha csupán egy kicsit is – élhetőbbé teheti.

Forrás: phys.org

Kiemelt kép: canva