Estabelecido no âmbito do programa Horizon Europe da UE, o EIC é financiado exclusivamente pela Comissão Europeia e tem como objetivo apoiar inovações “revolucionárias”, incluindo pesquisa em estágio inicial até a prova de conceito.

Batizada de Hydrocow, a proposta de pesquisa vem de um consórcio liderado pela Solar Foods, empresa inovadora de “alimentos do ar” na Finlândia, com a participação da Universidade de Groningen, na Holanda, da Universidade RWTH Aachen, na Alemanha, e da FGen, subsidiária da Ginkgo Bioworks, na Suíça.

O objetivo é fazer um avanço científico. “Nossa meta é criar um micróbio que converta dióxido de carbono (CO2) e hidrogênio, produzidos a partir da água usando eletricidade, em beta-lactoglobulina, um dos principais componentes do leite”, explicou o líder do projeto, Solar Foods.

“Em outras palavras, o Hydrocow tem como objetivo produzir leite com CO2 e eletricidade, removendo a vaca do processo.”

Alimentando micróbios com hidrogênio e dióxido de carbono

A inovação em laticínios sem animais cresceu muito nos últimos anos, pois os pioneiros investigam maneiras de produzir substitutos mais sustentáveis para o leite, o queijo e o iogurte.

Os laticínios são considerados um setor com uso intensivo de CO2, com um estudo de 2020 concluindo que as emissões combinadas de 13 das maiores empresas de laticínios do mundo emitiram mais gases de efeito estufa do que as “majors de carbono” BHB e ConocoPhillips, de acordo com dados de 2017.

Começando com alternativas lácteas à base de plantas, da soja à amêndoa e à aveia (estas últimas estão conquistando seu lugar no crescente setor de sorvetes à base de calda), mais recentemente a inovação sem animais saiu do campo e foi para o laboratório.

A fermentação de precisão é uma tecnologia que permite a produção de proteínas lácteas sem a vaca. A tecnologia permite a programação de microrganismos para produzir moléculas orgânicas complexas, com pioneiros no campo, incluindo Perfect Day, Formo e Standing Ovation. Outra tecnologia é o leite cultivado em células, que a start-up Pure Mammary Factors está aproveitando para desenvolver leite humano, sem o ser humano.

O consórcio acredita que o projeto Hydrocow será a primeira vez que a secreção de proteína láctea será tentada com um organismo oxidante de hidrogênio. Mas, na verdade, a tecnologia se enquadra na definição de fermentação de precisão, explicou o coordenador do projeto, Dr. Arttu Luukanen, que atua como SVP na Solar Foods.

“Tradicionalmente, a fermentação de precisão é feita com micróbios heterotróficos que se alimentam de carbono derivado da agricultura para produzir as proteínas-alvo. Aqui estamos usando hidrogênio (fabricado com eletricidade) e dióxido de carbono para alimentar o micróbio que converte esses insumos na proteína-alvo”, disse o Dr. Luukanen à FoodNavigator.

“Isso nos permitiria produzir produtos proteicos sem agricultura.”

Trazendo experiência para o projeto

A caseína e a proteína do soro de leite são as principais proteínas do leite, sendo a caseína (composta de alfa-beta, gama e kappa-caseína) responsável por cerca de 80% da proteína total do leite bovino.

A proteína do soro de leite representa cerca de 20%, da qual a beta-lactoglobulina é a proteína dominante. Essa é a proteína do soro de leite que está sendo visada pelo consórcio Hydrocow, pelo menos a curto prazo. “A beta-lactoglobulina é um ponto de partida simples para o projeto”, explicou o líder do projeto. “Faz sentido criar e testar a secreção com uma proteína alvo fácil e depois passar para algo mais desafiador, como a caseína.”

Para atingir seu objetivo, cada parceiro do consórcio está trazendo um conhecimento exclusivo

A Solar Foods já está trabalhando com alimentos sem agricultura, tendo desenvolvido sua nova proteína microbiana Solein a partir de CO2, ar e eletricidade. A proteína completa é produzida por meio de um bioprocesso no qual os micróbios são alimentados com gases (dióxido de carbono, hidrogênio e oxigênio) e pequenas quantidades de nutrientes. O Solein foi lançado oficialmente no mercado em Cingapura este ano.

Para o projeto Hydrocow, o micróbio oxidante de hidrogênio de propriedade da Solar Foods forma o núcleo do projeto, estando no centro de toda a pesquisa e desenvolvimento, explicou o Dr. Luukanen.

A Universidade de Groningen traz sua experiência em engenharia de cepas e será responsável pela modificação do micróbio, enquanto a FGen desenvolveu e é proprietária de um sistema de triagem de altíssimo rendimento que será usado para selecionar as melhores modificações. A RWTH Aachen University traz conhecimento em modelagem metabólica e trabalhará para maximizar a produção de proteínas e o aprendizado baseado em dados durante o projeto.

“Como especialista em cultivo de hidrogênio, a Solar Foods finalmente validará que a conversão de hidrogênio e CO2 em uma proteína secretada funciona de forma eficiente”, nos disseram.

Próximas etapas

O projeto Hydrocow tem um orçamento total de 5,5 milhões de euros, com o qual desenvolverá um ciclo de Design-Build-Test, que consiste em projetar um modelo metabólico abrangente para as bactérias oxidantes de hidrogênio (HOB) na Universidade RWTH Aachen.

Os projetos baseados no modelo serão implementados na Universidade de Groningen por meio de técnicas modernas de modificação genética, com o objetivo de incorporar o mecanismo de secreção de proteína intracelular à HOB. A fase de teste usará a plataforma de triagem de alta velocidade da FGen, antes que os trens selecionados sejam validados pela Solar Foods. Em seguida, haverá o processamento downstream.

“A Hydrocow pode levar à criação de uma tecnologia realmente inovadora para o setor de alimentos”, disse o Dr. Luukanen. “Somos gratos pelo financiamento da EIC e pelo fato de que eles compartilham nossa visão sobre esse projeto. Temos um consórcio altamente qualificado e mal podemos esperar para começar.”

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