Onze planeet wordt geconfronteerd met een groeiende voedselcrisis. Volgens de Verenigde Naties, meer dan 800 miljoen mensen zijn regelmatig ondervoed. Tegen 2050, nog eens 2 tot 3 miljard nieuwe gasten zullen aanschuiven aan de planetaire eettafel.

Het aangaan van deze uitdaging houdt niet alleen in dat iedereen voldoende calorieën krijgt, maar ook zorgen voor een uitgebalanceerd dieet dat de eiwitten en voedingsstoffen bevat die essentieel zijn voor een goede gezondheid. In een nieuw gepubliceerde studie, we leggen uit hoe mariene microalgen een duurzame oplossing kunnen zijn voor het oplossen van wereldwijde macrohonger.

Problemen met huidige voedselproductiesystemen

Het huidige westerse dieet vereist enorme hoeveelheden land, water en energie, is sterk vervuilend en levert een belangrijke bijdrage aan de klimaatverandering. Het verstrekken van voedzaam voedsel aan een steeds groeiende wereldbevolking met een toenemende vraag per hoofd van de bevolking duwt ons huidige voedselproductiesysteem buiten zijn grenzen.

De veeteelt vervangt bossen door akkerland en weiden voor vlees en veevoer. Stikstof- en fosformeststoffen die worden gebruikt om voedergraan en andere gewassen te verbouwen, tasten de bodem aan en creëren biologische dode zones in zo'n 400 estuaria over de hele wereld.

Vis is een belangrijke bron van omega-3-vetzuren en essentiële aminozuren waaruit onze eiwitten bestaan. Echter, het eten van vis heeft een aantal nadelen. Ze kunnen zware metalen en giftige organische chemicaliën in hun weefsels concentreren en aan ons doorgeven. Verder, de meeste oceaanvisserijen zijn overbevist of hebben een maximale productie.

Aquacultuur produceert een groeiend aandeel van wereldzeevruchten. Maar viskwekerijen kunnen ernstige gevolgen hebben voor het milieu, inclusief watervervuiling, overdracht van ziekten aan wilde vissen en vernietiging van habitats. De vraag naar kleine oceaanvissen om die op boerderijen te voeden, doet de wilde bestanden uitputten.

Een alternatieve aanpak:de 'middle fish' uitsnijden

In onze krant, wij stellen een alternatieve oplossing voor:commerciële productie van mariene microalgen als basisvoedsel voor mensen en voer voor dieren en gekweekte vis. Deze kleine organismen zijn de ultieme bron van omega-3-vetzuren en aminozuren die mensen nodig hebben in onze voeding, en die velen van ons krijgen door vis te eten. Maar vissen zijn slechts aquatische tussenpersonen in de voedingsindustrie. We kunnen de wereld efficiënter voeden door "de middelste vis weg te snijden".

Microalgen zijn een bijna onaangeboorde hulpbron, en zijn te vinden in zowel zoetwater als mariene aquatische systemen. Hoewel ze slechts enkele micrometers groot zijn, ze produceren aminozuren, vetzuren, vitamines, mineralen, antioxidanten, polymeren en koolhydraten.

Bijvoorbeeld, de omega-3 rijke microalgen Nannochloropsis oculata , of gewoon Nanno, is een veelbelovende potentiële bron van voedsel en diervoeders met een hoge voedingswaarde. Het is 40 procent eiwit per droog gewicht, waarvan een derde essentiële aminozuren bevat, en 6 procent EPA omega-3 essentieel vetzuur in een zeer biologisch beschikbare vorm.

Slechts een handvol algensoorten wordt nu commercieel gebruikt, maar honderden soorten hebben het potentieel om voedsel- en voerbronnen te worden. Microalgen worden momenteel gebruikt als voedselingrediënt, een voedingssupplement en als aquafeed voor vissen.

Nanno . produceren

Microalgen worden commercieel gekweekt met behulp van verschillende methoden die een reeks duurzaamheidsvoetafdrukken hebben. De eerste is een aeroob gefermenteerd systeem, waar de teelt in het donker wordt uitgevoerd, mengvaten met suiker als belangrijkste energiebron voor de algen. Algen kunnen ook gekweekt worden in open vijvers, met zoet- of zoutwater, koolstofdioxide en zonlicht. Alternatief, ze kunnen worden gekweekt in brak water of zeewater in gesloten, transparante buizen genaamd fotobioreactoren.

Nanno wordt momenteel op commerciële schaal gekweekt met brak water in buitenvijvers met toegevoegde koolstofdioxide in Texas, en in fotobioreactoren die zeewater en koolstofdioxide gebruiken in een geothermische krachtcentrale in IJsland. Hier wordt zonlicht vervangen door efficiënte LED-lampen aangedreven door goedkope, nulvervuilende hernieuwbare elektriciteit uit de elektriciteitscentrale.

Fotobioreactoren hebben de minste hoeveelheid water en vruchtbare grond nodig. Deze reactoren zijn als LEGO-blokken die verticaal kunnen worden gestapeld. Omdat het een gesloten systeem is, deze aanpak minimaliseert het verlies van water door verdamping.

Eén duurzaamheidsmaatstaf voor het vergelijken van eiwitproductie van dieren, planten en zeealgen is de hoeveelheid land en water die nodig is om uit elk type voedsel een gelijke hoeveelheid essentiële aminozuren te produceren. We berekenen dat voor het produceren van één kilogram essentiële aminozuren uit rundvlees 148, 000 liter zoet water en 125 vierkante meter vruchtbare grond. In tegenstelling tot, om dezelfde hoeveelheid te produceren uit Nanno die is opgegroeid in een open vijver met brak water, is slechts 20 liter zoet water en 1,6 vierkante meter onvruchtbaar land nodig.

Niet intuïtief, sommige plantaardige eiwitten vereisen zeer grote hoeveelheden land en water, zelfs ten opzichte van sommige vleesbronnen. Bijvoorbeeld, erwten hebben ongeveer twee keer zoveel zoet water nodig en 6,5 keer de voetafdruk van vruchtbaar land om dezelfde hoeveelheid essentiële aminozuren te produceren als kip.

Microalgen omzetten in voedingsproducten

Hoe eet men Nanno? Momenteel wordt het geleverd als een zachte gelcapsule van mariene microalgenolie, op de markt gebracht als een alternatief voor krill of visolie als dagelijkse bron voor omega-3's. In poedervorm, hele algen of algenextract kunnen dienen als ingrediënt in gezondheidsrepen, sportsnacks of pasta. Hele algen, zoals Spirulina en Chlorella , al commercieel levensvatbaar zijn en op de markt zijn gekomen, samen met andere op algen gebaseerde producten zoals algenthee en algenmeel.

In zijn huidige vorm kan Nanno worden gebruikt als eiwit- en vetzuursupplement om het voedingsniveau van ondervoede mensen over de hele wereld te verbeteren, en als voer voor gekweekte vis en vee. De meeste op algen gebaseerde producten worden in de Verenigde Staten op de markt gebracht als voedingssupplementen, maar we geloven dat de tijd is aangebroken om voedsel op basis van algen op de eettafel te introduceren.

Een aantal bedrijven biedt al innovatieve alternatieve vleesproducten aan, die het potentieel hebben om grootschalige voedselbronnen te worden met een voedingswaarde en een smaak die vergelijkbaar is met vlees. Maar producten op basis van aardappelen, tarwe en soja verbruiken nog steeds grote hoeveelheden zoetwater en bouwland, met dezelfde milieunadelen als de huidige landbouw.

Door onze berekening, Alternatieve vleesproducten op basis van erwten en soja met een voedingswaarde van aminozuren die vergelijkbaar zijn met die van Nanno zouden kunnen worden geproduceerd met 6,4 keer minder zoet water dan rundvlees, maar zou 2,2 keer meer vruchtbaar land nodig hebben. In tegenstelling tot, het gebruik van mariene microalgen vermindert het landgebruik met meer dan 75-voudig, omdat er geen vruchtbare grond nodig is, en verlaagt het zoetwaterverbruik met een factor 7, 400.

Ons artikel beschrijft een duurzaam systeem voor het kweken van microalgen dat economisch levensvatbaar is. De volgende stap is om voedingswetenschappers te overtuigen om het te gebruiken als basis voor alternatieve vleesproducten. Chef-koks en fijnproevers, gastronomen en fijnproevers, consumenten en critici kunnen allemaal de planeet helpen door deel te nemen aan een wereldwijde transitie naar algenburgers.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.