Key Life Sciences präsentiert: Fragen und Antworten zur Präzisionsfermentation mit Jiancheng Qi, Leiter der Bioresource and Food Processing Research Unit & Fermentation Engineer, Agri-Food Discovery Place‍

Branchenpublikationen haben berichtet, dass immer mehr Unternehmen damit begonnen haben, die „Präzisionsfermentation“ einzusetzen, um eine Vielzahl hochwertiger Lebensmittelzutaten, Nutrazeutika, Körperpflegeprodukte und mehr herzustellen. Wir haben Herrn Jiancheng Qi, Leiter der Bioresource and Food Processing Research Unit & Fermentation Engineer, Agri-Food Discovery Place an der University of Alberta, gebeten, einige Fragen zu beantworten und einen Einblick in diese aufregende, aufkommende Biotechnologie zu geben.

KeyLeaf: Was ist Präzisionsfermentation?

Herr Qi: Meines Wissens ist Präzisionsfermentation ein Neologismus, der ursprünglich von der Lebensmittelindustrie verwendet wurde, um den präzise kontrollierten Fermentationsprozess zu beschreiben, bei dem gentechnisch veränderte Mikroorganismen verwendet werden, um biologisch identische tierische Proteine ​​für tierfreies Fleisch, Milchprodukte und Eier herzustellen fortschrittliche biosynthetische Technologie vom traditionellen Lebensmittelfermentationsprozess zu unterscheiden.

Da der Begriff Präzisionsfermentation schnell an Bedeutung gewinnt, ist er auch zu einem Synonym für industrielle Fermentationstechnologie oder Biosynthesetechnologie geworden. Industrielle Fermentation ist der Prozess der Verwendung von Mikroorganismen zur Herstellung von Mehrwertprodukten, einschließlich Biomasse, extrazellulären Metaboliten, intrazellulären Komponenten und Transformation des Substrats, basierend auf geeigneten Mikroorganismenstämmen, einem vollständig verstandenen Biosyntheseweg, einer optimierten Nährstoffzusammensetzung und festgelegten Wachstumsbedingungen. Die industrielle Fermentationstechnologie gibt es seit vielen Jahrzehnten und die Fermentationsindustrie ist seit langem ein gut etablierter Industriezweig, der zahlreiche essentielle oder wichtige Produkte wie Antibiotika, Vitamine, Enzyme, Proteine, Aminosäuren, organische Säuren, Alkohole, Zuckeralkohole, natürlich herstellt Farbstoffe, Süßstoffe, Aromen, Gummi, Omega-3-PUFA, Probiotika, Biopestizide, Biodünger, Biofilme, Biokraftstoffe, Cannabinoide usw.

KeyLeaf: Was sind ein paar hochwertige Produkte, die jetzt routinemäßig durch Präzisionsfermentation hergestellt werden?‍

Herr Qi – Antibiotika

-Antikörper

-Probiotika und Kulturen

-Aktivhefe oder Bäckerhefe

-Enzyme, wie Amylase, Cellulase, Xylanase, Pektinase, Protease, Lipase

-Proteine

-Aminosäuren, wie Lysin, Mononatriumglutamat

-Organische Säuren, wie Zitronensäure, Milchsäure, Essigsäure

-PUFA, wie DHA, EPA

-Vitamine, wie Beta-Carotin, Vitamin B12, Vitamin B2

-Natürliche Farbe, wie Monascus-Farbe

-Zuckeralkohole, wie Xylit, Erythrit

-Gummis, wie Xanthangummi, Gellangummi

-Ethanol

-Aceton und Butanol

-Glycerin

KeyLeaf: Die Herstellung eines hochwertigen Produkts durch Präzisionsfermentation wurde als „nur die halbe Miete der Verarbeitung“ beschrieben. Die andere Hälfte des Kampfes besteht darin, die hochwertige Verbindung, die durch den Fermentationsprozess entstanden ist, richtig zu extrahieren und zu veredeln. Warum ist eine ordnungsgemäße „nachgelagerte Verarbeitung“ entscheidend für die Herstellung eines fermentierten Produkts, das in der Anwendung, für die es entwickelt wurde, ordnungsgemäß funktioniert?

Herr Qi: Ja, der Fermentationsprozess wird in der Fermentationsindustrie als „vorgelagerter Prozess“ bezeichnet, der nur die Hälfte der Verarbeitungslinie ausmacht. Die nach dem Fermentationsprozess erhaltene Brühe ist typischerweise eine Mischung aus Wasser, Biomasse, extrazellulären Metaboliten, Restzuckern und anderen nicht fermentierbaren Komponenten, die gezielt wertvolle Bioprodukte enthält, die entweder die Biomasse, extrazelluläre Metaboliten, intrazelluläre Komponenten oder alle von ihnen sind. Diese biologischen Produkte müssen durch einen nachgelagerten Prozess extrahiert und gereinigt werden, um fertige Produkte zu erhalten, die den Qualitätsspezifikationen entsprechen.

Die nachgeschaltete Verarbeitung umfasst eine Reihe von Grundoperationen der Trennung, Extraktion, Reinigung und Dehydratisierung auf der Grundlage chemischer und biochemischer Verfahrenstechniken sowie der physikalisch-chemischen Eigenschaften der gewünschten Bioprodukte. Jedes aus dem Fermentationsprozess gewonnene Bioprodukt ist einzigartig; daher müssen biochemische, chemische und mechanische Wissenschaftler und Ingenieure zusammenarbeiten, um die nachgeschaltete Verarbeitung zu testen, zu entwerfen und zu optimieren, die hocheffizient, kostengünstig und für die Produktqualität für den Markt geeignet ist.

KeyLeaf: Welche Auswirkungen wird Ihrer Meinung nach die Präzisionsfermentation auf diese Branchen haben: Lebensmittel und Getränke; Nahrungsergänzung; Pharmazie; Medizinisch; Kosmetika; und andere Branchen/Sektoren?

Herr Qi: Ich denke, dass die Präzisionsfermentation Auswirkungen auf alle oben genannten Sektoren haben wird. Wir können jedoch davon ausgehen, dass mehr Unternehmen in den Bereichen Lebensmittel und Getränke, Nahrungsergänzungsmittel und Pharmazeutika damit beginnen werden, die Präzisionsfermentation für neue Produkte und Märkte anzupassen.

KeyLeaf: Welche Auswirkungen wird Ihrer Meinung nach die Präzisionsfermentation kurz- und langfristig auf die Umwelt haben?

Herr Qi: Ich stimme zu, dass die Präzisionsfermentation einen langfristigen positiven Einfluss auf die Umwelt haben wird, indem der landwirtschaftliche Input reduziert und nachhaltige Lebensmittel, Ernährung und Konsumgüter geschaffen werden. Es ist wichtig zu erkennen, dass einige neue kommerzielle Fermentationsanlagen auch Schadstoffe wie Abwasser und Treibhausgasemissionen erzeugen könnten, die zum Schutz der Umwelt kurzfristig angemessen behandelt werden müssen.

KeyLeaf: Sind Ihnen irgendwelche großen Lebensmittelunternehmen (wie DuPont oder DSM) bekannt, die fermentierte Produktlinien entwickeln?‍

Herr Qi: Ja, mir ist bewusst, dass viele große Lebensmittelunternehmen wie DuPont, DSM, BASF, Cargill und viele andere entweder bereits fermentierte Produktlinien haben oder diese entwickeln. Beispielsweise ist Fermentation oder Biotechnologie eine wichtige Plattform bei DSM bei der Herstellung verschiedener Lebensmittel und Nahrungsbestandteile, darunter Omega-3-DHA, Kulturen, Probiotika, Enzyme, Gummis, milchähnliche Proteine ​​und Süßstoffe.

KeyLeaf: Welche anderen Gedanken oder Beobachtungen haben Sie bezüglich der Präzisionsfermentation?

Herr Qi: Die Entwicklung und Kommerzialisierung eines hochwertigen neuen Produkts durch Präzisionsfermentationstechnologie kann sehr schwierig sein und erfordert langfristige Verpflichtungen und hohe Investitionen. Ich befürchte, dass einige Unternehmen oder Unternehmer, die vom Potenzial der Präzisionsfermentation begeistert sind, die Herausforderungen möglicherweise unterschätzt oder übersehen haben.

KeyLeaf: Vielen Dank, Herr Qi

Über KeyLeaf

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• Quelle: https://mgmagazine.com/press-releases/key-life-sciences-presents-precision-fermentation-q-a-with-jiancheng-qi-bioresource-and-food-processing-research-unit-lead-fermentation-engineer-agri-food-discovery-place/