"Meso iz alg": kako mikroalge in soja postanejo bodoči kotleti

Komu lahko zaupamo novo beljakovino za planet ponve? Znanstvenik za materiale Stefan Guldin (TUM/TUMCREATE, projekt Proteins4Singapore) ponuja nekonvencionalen odgovor: mikroalge + soja. V nedavnem članku v reviji Nature pojasnjuje, kako se surovine pridobivajo iz enoceličnih kultur s 60–70 % beljakovin, nato pa se njihovo samosestavljanje in tekstura »uglasijo«, da posnemajo »mesnato« okusnost in sočnost. Kontekst je singapurski cilj »30 x 30«: do leta 2030 lokalno proizvesti 30 % hrane v okolju z omejeno količino zemlje, kjer so kompaktni bioreaktorji z algami še posebej logični.

Ozadje študije

Alternativni viri beljakovin niso modna muha, temveč odgovor na več ozkih grl hkrati: rast prebivalstva, podnebne omejitve, pomanjkanje zemlje in vode ter v nekaterih velemestih ranljivost dobavnih verig, odvisnih od uvoza. Singapur je dober primer: država uvozi levji delež hrane in si je zadala cilj »30x30« – do leta 2030 proizvesti 30 % svoje prehrane doma. V takšni geografiji so kompaktni bioreaktorji in zaprti fotobioreaktorji z mikroalgami logični: skoraj ne potrebujejo zemlje, delujejo vse leto in so skalabilni »po mestu« in ne »po hektarju«.

Mikroalge niso zanimive le zaradi svoje »vertikalne« proizvodnje. Številni sevi ( Chlorella, Nannochloropsis, Arthrospira/»spirulina« ) zagotavljajo 50–70 % beljakovin v suhi snovi, poleg beljakovin pa še polinenasičene maščobne kisline, pigmenti in antioksidanti. Iz takšne biomase je mogoče pridobiti beljakovinske koncentrate in izolatorje – »gradnike« za prehranske sisteme. Njihova prednost pred številnimi kopenskimi pridelki je prilagodljivost sestave z nadzorom pogojev gojenja in neodvisnost od sezonskosti: proizvodne serije je lažje standardizirati.

Toda "zeleni prah" se sam od sebe ne spremeni v "kotlet". Algalni proteini imajo specifičen profil okusa in arome (klorofili, "morska" nota), spremenljivo topnost in želiranje, močne celične stene pa otežujejo prebavljivost, če niso pravilno obdelane. Od tod tehnološki transporter: frakcioniranje, beljenje/dezodoriranje, prilagajanje funkcionalnih lastnosti (emulgiranje, zadrževanje vode, viskoelastičnost). Hkrati je treba sušenje in ločevanje biomase izvajati energetsko učinkovito, sicer se del okoljske in cenovne koristi izgubi; če k temu dodamo še uredbo o "novi hrani" in vprašanje alergenov – postane jasno, zakaj je pot od reaktorja do pulta dolga.

Ključ do izkušnje »mesa« je strukturiranje. Beljakovinske koncentrate je treba prisiliti, da se samoorganizirajo v vlaknato, plastovito mikrostrukturo, ki zagotavlja elastičen »ugriz« in zadržuje sokove in maščobo. To se doseže s strižnimi polji, ekstruzijo, nadzorom mikrofaznega ločevanja in dodajanjem lipidov/aromatskih predhodnikov. V praksi se algi pogosto mešajo s sojinimi beljakovinami: to olajša doseganje pravega aminokislinskega profila, izboljša oblikovanje teksture in »zniža« okus alg. Zadnja ovira je potrošnik: potrebujemo recepte za lokalne kuhinje, slepe degustacije in jasno označevanje. Zato se algoritmom kemije živil dodajata znanost o materialih in senzorična orodja: brez njih bo »algino meso« ostalo laboratorijska demonstracija, ne pa izdelek, ki ga bodo ljudje kupili drugič.

Zakaj mikroalge?

• Beljakovine do roba. Nekatere vrste zagotavljajo do 60–70 % beljakovin v suhi snovi – primerljivo in višje kot tipični viri.
• Urbani format. Rastejo v reaktorjih, skoraj brez zemlje in z majhnim vodnim odtisom – priročno za megamesto, kot je Singapur.
• Prilagodljiva obdelava. Iz biomase se ekstrahirajo beljakovinske frakcije, ki jih je mogoče uporabiti kot teksturne "konstruktorje".

Kaj počne Guldinova ekipa?

Raziskovalni poudarek je na tem, kako doseči, da se rastlinske beljakovine obnašajo kot "meso". Pri tem je odločilen pristop znanosti o materialih: z nadzorom samoorganizacije beljakovinskih niti in njihove interakcije z vodo in maščobami je mogoče sestaviti želeno mikrostrukturo - plastovitost, vlaknatost, elastičnost. To je primer, ko "fizika mehke snovi" deluje po okusu.

• Surovine: mešanica mikroalg in sojinih beljakovin - ravnovesje med okusom, hranilno vrednostjo in ceno.
• Postopek: ekstrakcija → izbira pogojev samosestavljanja → testi mete/žvečenja in sočnosti → prilagoditve receptov.
• Prizorišče: konzorcij TUMCREATE/Proteins4Singapore – most med fundacijami in živilskimi tehnologijami za zadovoljevanje potreb mestne države.

Kaj je že jasno – in kaj upočasnjuje »alternativno meso« alg

• Prednosti:
  • visoka gostota beljakovin in popoln aminokislinski profil pri številnih vrstah;
  • skalabilnost v zaprtih sistemih;
  • možnost zmanjšanja ogljičnega in vodnega odtisa.
• Izzivi:
  • okus in aroma (klorofili, "morske" note) zahtevata maskiranje in beljenje pigmentov;
  • funkcionalne lastnosti (topnost, želiranje) se razlikujejo med vrstami in so odvisne od obdelave;
  • ekonomika in regulacija: stabilnost dobavnih verig pridelkov, standardizacija beljakovinskih koncentratov.

Zakaj Singapur (in ne samo) to potrebuje

Singapur uvozi >90 % hrane in si prizadeva, da bi do leta 2030 30 % hrane proizvedel lokalno. Kompaktni reaktorji z mikroalgami + predelava beljakovin v "mesne" izdelke so način za dodajanje gramov beljakovin na kvadratni meter in zmanjšanje ranljivosti za pretrese v oskrbi. Enako velja za mesta s pomanjkanjem zemlje in vode.

Kako narediti "mesni grižljaj" iz "zelene kaše"

• Struktura: nadzoruje mikrofazno ločevanje in orientacijo beljakovinskih vlaken (ekstruzija, strižna polja) – od tod vlaknatost in "val" ob ugrizu.
• Sočnost: enkapsulira maščobe, veže vodo s hidrokoloidi - imitacija "mesnega soka".
• Okus: fermentacija, izbor lipidnega profila in aromatskih predhodnikov - odmik od note "morskih alg" proti noti "umami".

Kaj sledi za Proteins4Singapore

• Od laboratorija do mini delavnic: stabilnost serije, rok uporabnosti, hladna logistika.
• Dietetika in varnost: alergeni rastlinskih beljakovin, prebavljivost, označevanje.
• Potrošniško testiranje: Slepe degustacije in vedenjske raziskave v azijskih kuhinjah – Taste Matters.

Avtorjevi komentarji

Gradivo zveni pragmatično, "inženirsko" optimistično: mikroalge niso eksotične zaradi pompa, temveč pravi konstruktor beljakovinskih izdelkov, če na nalogo pogledate skozi oči znanstvenika za materiale. Ključno ni le vzgojiti biomaso s 60-70 % beljakovin, temveč naučiti beljakovinske frakcije, da se sestavijo v "mesno" mikrostrukturo in hkrati ohranijo okus, sočnost in ceno. Zato je stava na duet mikroalg + soje: prve imajo gostoto beljakovin in kompaktno proizvodnjo, druge pa dokazano teksturiranost in "mehak" okusni profil.

Avtor poudarja več pomembnih, pogosto »neizrečenih« stvari:

• Tekstura in senzorični občutki so pomembnejši od sloganov. "Zeleni" odtis je plus, vendar bodo ljudje kupili tisto, kar je prijetno za žvečenje in okusno za jesti. Od tod poudarek na samosestavljanju beljakovin, vlaknin in zadrževanju maščob/sokov.
• Funkcije so pomembnejše od taksonomije. Ni tako pomembno, "kakšne alge" so, temveč katere funkcionalne lastnosti (topnost, želiranje, emulgiranje) ima izolirana beljakovinska frakcija po predelavi.
• Mešanica ni kompromis, temveč strategija. Zmes alg in sojinih beljakovin pomaga hkrati doseči tri naloge: aminokislinski profil, tehnološko učinkovitost in nevtralizacijo "morskih" not.
• Logika urbane proizvodnje. Za Singapur in mega mesta sta ključna "beljakovine/m²" in sezonska neodvisnost: zaprti reaktorji, kratke dobavne verige, stabilnost šarže.
• Gospodarstvo in energija sta filter realnosti. Poceni dehidracija/beljenje in zmanjševanje obsega mini delavnic sta ozka grla; brez njiju lahko ekologija in cena "izhlapita" v fazi predelave.
• Regulacija in zaupanje. »Nova hrana« pomeni standarde, alergene, označevanje in potrošniške teste ter za lokalne kuhinje (ne le »format burgerja«).

Kaj se mora po avtorjevih besedah zgoditi, da se bo »meso iz morskih alg« iz demonstracij spremenilo v množični izdelek:

• Standardizirajte beljakovinske koncentrate (od serije do serije po funkcionalnih metrikah, ne le po odstotku beljakovin).
• Energetsko učinkovito rešite "umazane" korake - ločevanje vode, dezodoriranje/beljenje brez izgube hranilnih snovi.
• V mestu zaženite mini proizvodne verige: od reaktorjev do pilotnih ekstruzijskih linij in hladne logistike.
• Povežite recepte s kontekstom kuhinje (Azija/Evropa): arome, maščobe, začimbe – za prave vedenjske teste.
• Iskreno izračunajte LCA (ogljik/voda/energija) za realna merila, ne za laboratorijske grame.

Glavno sporočilo: alternativne beljakovine niso ena sama »super sestavina«, temveč kombinacija znanosti o materialih in prehranskih rešitev. Mikroalge zagotavljajo kompaktnost in gostoto beljakovin, soja zagotavlja zanesljivo »ojačitev« teksture, kompetenten inženiring pa to spremeni v izdelek, ki ga želite pojesti še enkrat.

Zaključek

Mikroalge niso futuristična fantazija, temveč tehnološka platforma za mesta, kjer je zemlje malo in so potrebne beljakovine. Delo Guldina in sodelavcev kaže, da se "zeleni" koncentrat, če nadzorujete samosestavljanje in teksturo beljakovin, resnično spremeni v "mesni" izdelek – in to se logično ujema s singapursko strategijo trajnostne prehrane 30x30. Nato pride na vrsto tek na dolge proge: aroma, stroški, standardi in ljubezen potrošnikov.

Vir: Christine Ro. Surove sestavine: pretvorba algnih beljakovin v lažno meso. Nature, 18. avgust 2025; intervju s S. Guldinom (TUM/TUMCREATE, Proteins4Singapore). Dodatni kontekst: cilji 30×30 in gradiva o Proteins4Singapore. doi: https://doi.org/10.1038/d41586-025-02622-7