אסטרטגיות ביוכימיות למניעת מזון לבעלי חיים בת קיימא

הביקוש העולמי לחלבון צפוי לעלות ביותר מ-70% עד שנת 2050, תוך הצבת לחץ חסר תקדים על מערכות ייצור בעלי חיים להיות יעילים ואחראי יותר לסביבה, מזונות בעלי חיים לא ממשלתיים לעתים קרובות מסתמכים על תוספים סינתטיים - מוויטמינים המיוצרים מבחינה כימית לאנטיביוטיקה המשמשים לקידום צמיחה - אשר יכול לייצר פתרונות אקולוגיים משמעותיים, לפסול משאבים לא-מחדשים תזונתיים, ולתרום להתנגדות אנטי-מיקרוביולוגית בתגובה, דור חדש של טכנולוגיות כימיות מתקדמות, לרת אנרגיה, לרת אנרגיה יעילה, לרת אנרגיה יעילה, לרת-חמצני, ולשיפור יעיל יותר, לרתום-תזונה יעילה, לרת אנרגיה ביולוגית, לרתום-תזונה יעילה, לרתום-תזונה יעילה, לרת אנרגיה יעילה, ולשיפור יעיל יותר, לרת-תזונה יעילה, לרתום-תזונה יעילה, לרתום-תזונה יעילה, ולשיפור של אנרגיה יעילה, לרתום-תזונה יעילה, לרתום-אווירה, לרתום-תזונה יעילה, לרתום-תזונה יעילה, לרתום-מנת שיפור אנרגיה יעילה, לצמצום משאבי אנרגיה יעילה, לרת אנרגיה יעילה, לצמצום משאבי אנרגיה יעילה, לרתום-תזונה יעילה, לרתום-תזונה יעילה, לצמצום משאבי אנרגיה יעילה, ל

הבנה של מזון לבעלי חיים

תוספי מזון בבעלי חיים כוללים מגוון רחב של חומרים שנוספו במכוון לתזונה כדי לשפר את קצב הצמיחה, להאכיל את יעילות ההמרה, מצב בריאות ואיכות המוצר.

(FLT:0) תוספים נורמטיביים (Nutritional SupplementsFLT:1) - חומצות אמינו, ויטמינים, מינרלים וחומצות שומן שתקנו או משלים חוסר איזון תזונתי.
(FLT:0) תוספים טכניים של ZOtechnical תוספים:1 ), אנזימים, פרוביוטיקה, prebiotics, וחומצות אורגניות שמשפרות את העיכול, בריאות המעיים, ותזונה תזונתית.
(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) קדמונים (ב"ג) ל"הצמיחה האנטיביוטית" (FLT) 1 - יותר ויותר מוגבלת או נאסרה באזורים רבים בשל חששות התנגדות.

מבחינה היסטורית, רבים מהתוספים הללו, במיוחד חומצות האמינו (למשל, L-lysine, DL-methionine) ורוב הויטמינים, הופקו באמצעות סינתזה כימית או מיצוי מזין זעירים.לדוגמה, סינתזציות תעשייתיות של תרופות למניעת מחלות פחמן (למשל, תרופות נוגדות אנרגיה) ואנטי-דלקתיות סביבתיות איטיות אחרות, בעוד שוויטמין A הוא גנים עמידים באנרגיה ומוצרים רעילים יותר.

אסטרטגיות ביוכימיות לייצור בר קיימא

אסטרטגיות ביוכימיות מסתמכות על תאים חיים, רכיבים שלהם, או אנזימים מבודדים כדי להמיר הזנות מתחדשות לתוספים בעלי ערך גבוה. שיטות אלה באופן חד-משמעי עם עקרונות ביו-אקונומיה מעגליים: הם יכולים להשתמש בזרימת פסולת כקלטות, לפעול בטמפרטורות נמוכות יותר ולחצים, להפחית פסולת מסוכנת, לייצר תרכובות טבעיות כי הם מתקבלים בקלות על ידי הרגולטורים והצרכנים.

פעילות מיקרוביאלית

מיקרואורגניזמים - חיידקים, צוענים, פטריות, ומיקרו-ליגה - הם המפעלים הכימיים התכליתיים ביותר של הטבע על ידי בחירת זנים הנדסיים או הנדסה, מדענים יכולים להפנות אותם כדי להרחיב את המטבולטים הספציפיים המשמשים כמו תוספי מזון.תהליך התוססת בדרך כלל כרוך בהגדלת המיקרוב הנבחר במדיום עשיר תחת תנאים מבוקרים, ואז קציר וטהר את המטרה.

מוצרים של FLT:0Key שהושגו באמצעות תסיסה מיקרוביאלית: ההרחבה 1

(ב) [ה]:0 [ה] חומצות האמינו: [ה] [=][=]] [=][=]]]] ,[ה]]] ,[ה]]]], [ה], [ה], [ה], [ה]]], [ה'[ה']']'[ה']']'[ה']'[ה'[ה']']'[ה']']']'[ה'[ה']'[ה'[ה'[ה'[ה']'[ה'[ה']']'[ה']']'[ה'[ה']']']'[ה']']'[ה'[ה'[ה']']']']']']'[ה'[ה']']'[ה'[ה']'[ב']']'[ה'[ב']']'['[ה'[ה'[ה']'[ה']']'[ב'['['['['[ה'
(ב) [ה][דרוש מקור]] [ב]], [ב], [ב], [ב],] [ב]], [ב], [ב]], [ב[[המאה ה-20],], [ה[[המאה ה-20]],]], [[המאה ה-20]],]], [[ה[[1924]]]]]]]],]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[
(ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) (ב) (ב)) (החומצה הגלקטית:0) חומצות פטרייתיות ומוצרים מיוחדים: (Freaph:1) חומצה גלקטית, חומצה citric, חומצה citric, חומצה fumaric מופקת על ידי פטריות או חיידקי (למשל, DHA, EPA) מתקבלים ממיקרו-Gal כמו LT2C:

(FLT:0) החידושים שלFeedstock: 1 יתרון גדול של תסיסה הוא היכולת שלה לרסום שאריות חקלאיות ומעבדות מזון. Lignocellulosic ביומסה (הנר, אורז, צינורות, חיטה) ניתן לטפל באופן דרסטי או כימי כדי לשחרר סוכרים אחרים פסולת - כגון טבולית, 000 טבולית, 000 דגנים מלאים, 000 דגנים מלאים, 000 דגנים, 000 דגנים סביבתיים, כמו דגנים דגנים אכילה, 000 , 000 , 000 , 000 דגנים דגנים , 000 , 000 , 000 , 000 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

מחקר:0Case - L-Lysine מ casava pulp:001 בדרום מזרח אסיה, החוקרים הוכיחו את הייצור של L-Lysine באמצעות FLT:2C. glutamicumph 3 ק"מ גדל על הידרוליסטוטס שמקורם ב- casavap (astar-rich-ilten מ-casonap) פחתות מ-C.

הפקה zymatic

אנזים הם זרזים ביולוגיים המזרזים שינויים כימיים ספציפיים עם בחירה גבוהה בתנאים קלים.עבור ייצור תוספי מזון, אנזימים ניתן להשתמש בשתי דרכים עיקריות: FLT:0 עקיפה ייצור אנזימים 1 של התוסף מבשר, ו-FLT:2enzy-mediaed עיבודFLT 3 אשר משפר את הערך התזונתי של מרכיבים.

(ב) ייצור האנזים הזיוף של תרכובות של תוספי מזון: ההרחבה 1

(ב) [ה][דרוש מקור]]: [ה] [ה] [ה]] [ה]] [ה[[המאה ה-20], [ה[[המאה ה-20]]]], [ה[[המאה ה-20]],]], [[המאה ה-20]]]], [[המאה ה-20]]]], [[המאה ה[[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] ו[[1924]], [[1924]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]], [[[[1924]]]]]], [[1924]]]], [[[[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[[[1924]]]]]], [[[[1924]]]]]], [[[[1924]]]]]]]] [[[[[[1924]]
(FLT:0)Carbohydrases: FLT:1 Xyalias, ⁇ glucanas, ו cellulases מופקים על ידי תסיסה מיקרוביאלית והוסיף להאכיל כדי לפרק פוליסרצ'ידים שאינם כוכבים (NSPs) בדגנים.זה משפר את זמינות האנרגיה ולהפחית את העיכולות, במיוחד בפודים ובשר חזירי של אנזימים אלה הוא לחלוטין.
(ב) [15] , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

(FLT:0) סינתזה ללא נזימטית:FLT ( 1:1 גישה מתפתחת היא להשתמש אנזימים מטוהרים או מטבוליים ב vitro כדי לסנכינים תוספים ללא תאים חיים.זה מבטל את התחרות תת-סטריט ממטבוליזם סלולרי ויכול להשיג תשואה גבוהה מאוד.

(FLT:0) קבלות של ייצור אנזאומטי: ⁇ 1 (Enzymes) לפעול בטמפרטורה מחממת, ליד pH ניטרלי, ולחץ אטמוספירי, צמצום באופן דרסטי צריכת האנרגיה.הם ביו-דיד, לא רעילים, וניתן לטבול אותם לשימוש חוזר.

גישות ביוכימיות מתקדמות

מעבר לתסיסה מסורתית וייצור אנזימים, כמה טכנולוגיות חדשניות פותחות דרכים חדשות לייצור תוספי מזון בר קיימא.

ביולוגיה סינתטית והנדסה מטבולית

(הקדמה ב- DNA סינתזה, עריכת גנום (CRISPR-Cas9), ומודלים חישוביים מאפשרים לחוקרים לעצב זנים מיקרוביאליים המייצרים תרכובות חדשות לחלוטין או להשיג titres גבוה יותר של הקיימים.לדוגמה, FLT:0E coliph 1 הוכח לייצר מחדש חומרים חדשים לחלוטין או לייצר phenols אחרים עם נוגדי חמצון ובטיחות, החל מסוכרים פשוטים (למשל, כמו rewires) כמו rewires).

תסיסה מוקדמת

תסיסה מוקדמת – באמצעות מיקרואורגניזמים מוגדרים גנטית כפלטפורמות ייצור עבור מולקולות חדות ערך גבוה - כבר הופכת את תעשיית המזון.במגזר ההזנה, חברות מתפתחות חלבונים (כגון lactoferrin או ספציפי antimicrobial peptides) שיכול להחליף מקדם צמיחה אנטיביוטיקה. כי האורגניזם הייצור הוא מוגבל תסיסה סטרילית, המוצר הסופי הוא חופשי של conminants וסטנדרטים, עמידה בסטנדרטים עקביים של איכות.

ביופורפורציה ללא תאים

מערכות ללא תאים מציעות יתרונות מבחינת בקרת תגובה וטוהר המוצר.לדוגמה, קוקטייל אנזים שמקורו ב-cyanobacterium על ידי חיידקי נעשה שימוש כדי לתקן CO2 אטמוספירי למולקולות אורגניות שיכולות לשמש חומצות אמינו.למרות שעדיין בקנה מידה פיילוט, מערכות כאלה יכולות לשמש שימוש ישירות ב- CO2 כמקור פחמן, יצירת מחזור ייצור פחמן שלילי.

יתרונות ואתגרים של אסטרטגיות ביוכימיות

מעבר מסנזה כימית לייצור ביוכימי מציע כמה יתרונות משכנעים:

(FLT:0) קיימות סביבתית:FLT:1 , הערכת מחזור החיים מראה באופן עקבי כי ייצור מבוסס תסיסה מפחית פליטות גזי חממה ב -30–80% בהשוואה לנתיבים פטריטרוכימיים, בעיקר בשל הביקוש לאנרגיה נמוכה והשימוש במזינים מתחדשים.בנוסף, זרמי פסולת הם לעתים קרובות לא רעילים ויכולים לשמש כמו חומצה גזית או להאכיל ביוטוק.
(FLT:0) ניצול משאבים מתחדשת: FIRLT:1 ; שאריות חקלאיות, עיבוד מזון על ידי מוצרים, ואפילו פסולת אורגנית עירונית ניתן להמיר לתוספים יקרי ערך, תמיכה בכלכלה מעגלית וצמצום נטל הקרקע.
מוצרים ידידותיים לצרכנים: ההרחבה: FLT:0 (Natural and Consumer- Friendly Products:EsverF1) , Additives המיוצרים באמצעות תסיסה נחשבים "טבעיים" על ידי מסגרות רגולטוריות רבות (למשל, האיחוד האירופי, תקני USDA אורגניים), מה שהופך אותם מקובלים יותר על קמעונאים וצרכנים המבקשים מוצרי בעלי חיים נקיים.
(FLT:0) שיפור בריאות בעלי חיים וביצועים: ⁇ 1 (Enzymes, פרוביוטיקה, ופוסטביוטיקה שמקורן בתהליכים ביוכימיים יכולה לשפר את בריאות המעיים, ספיגה תזונתית ותפקוד חיסוני, לעתים קרובות להפחית את הצורך באנטיביוטיקה ותרופות אחרות.
הפוטנציאל של יעילות:0 (FLT:1 בעוד עלויות ההון לתשתיות תסיסה גבוהות, העלויות התפעוליות יכולות להיות נמוכות יותר מסנתות כימיות, במיוחד כאשר הזנות הן פסולת מופחתת.

עם זאת, כמה אתגרים נותרו:

(FLT:0) פיסול: ההרחבה: 1FIRLT:1 נעה מתוססות בקנה מידה מעבדה (1-10 L) ל כרכים תעשייתיים (100,000 L+) דורש אופטימיזציה הנדסית משמעותית.
(FLT:0) פדדסטוק פנויות: FLT:1 , שאריות חקלאיות משתנות עונתיות ואזוריות בהרכב, אשר יכול להשפיע על עקביות תסיסה.
אישור רישום:0 (FLT:1) תוספים חדשים - במיוחד אלה המיוצרים על ידי אורגניזמים מהונדסים גנטית - חייבים לעבור הערכות בטיחות קפדניות.תהליך האישור יכול לקחת שנים ולעלות מיליונים, במיוחד באיחוד האירופי ובסין.
(FLT:0) מוסריות ארגונומית: FLT:1 עבור מוצרים מסוימים, עלות התוססת (כולל תת-סטריט, סטריליזציה וטיהור) עדיין עולה על כך של סינתזות כימיות מסורתיות.
(FLT:0) תפיסה ציבורית: ⁇ FLT:1 למרות התווית "טבעית", מתחי ייצור מהונדסים גנטית עשויים לעמוד בפני התנגדות צרכנים בשווקים מסוימים. Clear תקשורת ושקיפות הם חיוניים.

פרספקטיבה עתידית

המסלול של פיתוח אסטרטגיה ביוכימית מצביע על ביוקונומיה משולבת לחלוטין, מעגלית לתזונה בבעלי חיים. מגמות מסוימות נועדו להאיץ את אימוץ בעשור הבא.

(FLT:0) אינטגרציה עם הכלכלה המעגלית: ההרחבה העתידית של תוספי מזון יניב סביר כי קו-מחדש עם פעולות בעלי חיים גדולות או מתקני עיבוד מזון.נוזלים (מאור, מים תהליך) ניתן לטפל כדי לשחזר חומרים מזינים כי להאכיל מתוססים, בעוד שאריות מוצקות מעוכלות עבור דלקות מסוג זה, כגון תחבורה מינימדומים, וסילוק של מזון, כבר משולב, כמו יבולת שומן, כמו גם עם צמחי חלב.

(FLT:0)igitalization ואינטליגנציה מלאכותית:FreaLT:1) מודלים של למידת מכונות מפותחים כדי לחזות תנאים אופטימליים של תסיסה, מהנדס אנזימים פרודוקטיביים יותר, ועיצוב מסלולים מטבוליים סינתטיים.זה יקצר באופן דרמטי את הזמן מגילוי לשיווק, מה שהופך תוספת בר קיימא עולה תחרותי יותר.

(FLT:0) מנהלי שוק ונהגי שוק: FLT:1 ממשלות ברחבי העולם מציגות תקנות כי גידול ייצור מזון בר קיימא.העסקה הירוקה האירופית וחוות לאסטרטגיה פורק מעודדים באופן ספציפי שימוש מופחת בקלטים כימיים ועלייה גבוהה יותר של פתרונות מבוססי-ביו מעגליים.פחמן או מכס נמוך יותר עבור תוספי מזון "ירוק" יכול לקדם את האיזון הכלכלי.

(FLT:0) מוצרים הדור הבא: FLT:1 מחקר הוא שילוב של תוספי רב פונקציונליות - מרכיבים ניזונים כי בו זמנית לספק תזונה, לשפר את בריאות המעיים, להפחית פליטות מתאן.לדוגמה, מאקרו אדום (איור:2AsparagopLT 3spp) מכיל moform, אשר מעכבים ספקטרום של חומרים כימיים פעילים אחרים, כמו גם חומרים אנטיביוטיים, יכול להיות ממריצים פעילים.

לסיכום, אסטרטגיות ביוכימיות לייצור תוספי מזון בעלי חיים בר קיימא מייצגים שינוי פרדיגמה - מסינתזה מבוססת מאובנים לייצור biobased, מעגלי.על ידי רתום של תסיסה מיקרוביאלית, המרה נזימטית וכלים ביולוגיה סינתטית, תעשיית בעלי החיים יכולה להפחית את טביעת הרגל הסביבתית שלה תוך מתן יותר בטוח, מזין יעיל יותר, המשך השקעה בתהליך פיתוח, פגיעה רגולטורית, חינוך ציבורי חיוני כדי לפתוח טכנולוגיות ירוקות אלה הוא חיוני.