„Mięso z alg”: jak mikroalgi i soja staną się kotletami przyszłości

Komu możemy powierzyć nowe białko dla planety patelni? Materiałoznawca Stefan Guldin (TUM/TUMCREATE, projekt Proteins4Singapore) przedstawia niekonwencjonalną odpowiedź: mikroalgi + soja. W niedawnym artykule w Nature wyjaśnia, jak pozyskiwane są surowce z hodowli jednokomórkowych zawierających 60-70% białka, a następnie „dostrajane” są ich samoorganizacja i tekstura, aby imitowały „mięsistą” konsystencję i soczystość. Kontekstem jest singapurski cel „30 na 30”: produkcja 30% lokalnej żywności do 2030 roku w środowisku o niedoborach gruntów, gdzie kompaktowe bioreaktory algowe wydają się szczególnie logiczne.

Tło badania

Alternatywne źródła białka to nie chwilowy kaprys, lecz odpowiedź na kilka wąskich gardeł jednocześnie: wzrost populacji, ograniczenia klimatyczne, niedobory gruntów i wody, a w niektórych megamiastach – wrażliwość łańcuchów dostaw zależnych od importu. Singapur jest tego doskonałym przykładem: kraj ten importuje lwią część żywności i wyznaczył sobie cel „30x30” – do 2030 roku produkować 30% swojej diety w kraju. W takim obszarze geograficznym kompaktowe bioreaktory i zamknięte fotobioreaktory z mikroalgami są logiczne: nie wymagają prawie żadnej gleby, działają przez cały rok i można je skalować „w skali miasta”, a nie „w skali hektara”.

Mikroalgi są interesujące nie tylko ze względu na swoją „pionową” produkcję. Wiele szczepów ( Chlorella, Nannochloropsis, Arthrospira/„spirulina” ) dostarcza 50-70% białka w suchej masie, a białko zawiera również wielonienasycone kwasy tłuszczowe, pigmenty i przeciwutleniacze. Z takiej biomasy można uzyskać koncentraty i izolaty białkowe – „cegiełki” dla systemów żywnościowych. Ich przewagą nad wieloma uprawami lądowymi jest elastyczność składu poprzez kontrolę warunków uprawy i niezależność od sezonowości: partie produkcyjne są łatwiejsze do standaryzacji.

Jednak „zielony proszek” sam w sobie nie zamienia się w „kotlet”. Białka alg charakteryzują się specyficznym profilem smaku i aromatu (chlorofile, nuta „morska”), zmienną rozpuszczalnością i żelowaniem, a mocne ściany komórkowe utrudniają strawność, jeśli nie zostaną odpowiednio przetworzone. Stąd transport technologiczny: frakcjonowanie, bielenie/dezodoryzacja, regulacja właściwości funkcjonalnych (emulgowanie, retencja wody, lepkosprężystość). Jednocześnie suszenie i separacja biomasy muszą być przeprowadzane w sposób energooszczędny, w przeciwnym razie część korzyści środowiskowych i cenowych zostanie utracona; dodajmy do tego przepisy dotyczące „nowej żywności” i kwestię alergenów – a stanie się jasne, dlaczego droga od reaktora do lady jest tak długa.

Kluczem do „mięsnego” doświadczenia jest struktura. Koncentraty białkowe muszą zostać zmuszone do samoorganizacji w włóknistą, warstwową mikrostrukturę, która zapewnia elastyczny „gryz” i zatrzymuje soki oraz tłuszcz. Osiąga się to poprzez pola ścinania, ekstruzję, kontrolę separacji mikrofaz oraz dodatek lipidów/prekursorów aromatów. W praktyce białko z alg jest często mieszane z białkiem sojowym: ułatwia to uzyskanie odpowiedniego profilu aminokwasowego, poprawia teksturę i „zbija” smak alg. Ostatnią barierą jest konsument: potrzebujemy przepisów na dania kuchni lokalnej, degustacji w ciemno i jasnego oznakowania. Dlatego do algorytmów chemii żywności dodaje się narzędzia materiałoznawstwa i sensoryki: bez nich „mięso z alg” pozostanie jedynie demonstracją laboratoryjną, a nie produktem, który ludzie kupią po raz drugi.

Dlaczego mikroalgi?

• Bogate w białko. Niektóre rodzaje dostarczają nawet 60-70% białka w suchej masie – porównywalnie, a nawet więcej niż typowe źródła.
• Format miejski. Rosną w reaktorach, praktycznie bez ziemi i z niewielkim zużyciem wody – co jest wygodne dla megamiasta takiego jak Singapur.
• Elastyczne przetwarzanie. Z biomasy ekstrahowane są frakcje białkowe, które mogą być wykorzystywane jako „konstruktorzy” tekstury.

Co robi zespół Guldina?

Celem badań jest to, jak sprawić, by białka roślinne zachowywały się jak „mięso”. Decydujące znaczenie ma tu podejście materiałoznawcze: kontrolując samoorganizację włókien białkowych i ich interakcję z wodą i tłuszczami, można uzyskać pożądaną mikrostrukturę – warstwowość, włóknistość i elastyczność. Dzieje się tak, gdy „fizyka miękkiej materii” działa na rzecz smaku.

• Surowce: mieszanka mikroalg i białek sojowych - równowaga smaku, wartości odżywczych i ceny.
• Proces: ekstrakcja → dobór warunków samoorganizacji → testy mięty/żucia i soczystości → modyfikacje receptury.
• Miejsce: Konsorcjum TUMCREATE/Proteins4Singapore – pomost między fundacjami a technologiami żywnościowymi mający na celu zaspokojenie potrzeb państwa-miasta.

Co już jest jasne i co spowalnia „alternatywne mięso” na algach

• Zalety:
  • wysoka gęstość białka i kompletny profil aminokwasów u wielu gatunków;
  • skalowalność w systemach zamkniętych;
  • perspektywa zmniejszenia śladu węglowego i wodnego.
• Wyzwania:
  • smak i aromat (chlorofile, nuty „morskie”) wymagają maskowania i wybielania pigmentów;
  • właściwości funkcjonalne (rozpuszczalność, żelowanie) różnią się w zależności od gatunku i zależą od sposobu przetwarzania;
  • ekonomia i regulacja: stabilność łańcuchów dostaw upraw, standaryzacja koncentratów białkowych.

Dlaczego Singapur (i nie tylko) tego potrzebuje

Singapur importuje ponad 90% swojej żywności i dąży do tego, aby do 2030 roku 30% jej produkcji pochodziło z lokalnych źródeł. Kompaktowe reaktory z mikroalgami i przetwarzanie białka na produkty „mięsne” to sposób na zwiększenie ilości białka na metr kwadratowy i zmniejszenie podatności na szoki podażowe. To samo dotyczy miast z niedoborami gruntów i wody.

Jak zrobić „mięsny kęs” z „zielonej owsianki”

• Struktura: kontroluje rozdział mikrofaz i orientację włókien białkowych (wytłaczanie, pola ścinania) - stąd włóknistość i „falowanie” w momencie gryzienia.
• Soczystość: otacza tłuszcze, wiąże wodę za pomocą hydrokoloidów - imitacja „soku mięsnego”.
• Smak: fermentacja, dobór profilu lipidowego i prekursorów aromatycznych - odejście od nuty „wodorostów” w stronę „umami”.

Co dalej z Proteins4Singapore

• Od laboratorium do mini-warsztatów: stabilność partii, termin przydatności, logistyka chłodnicza.
• Dietetyka i bezpieczeństwo: alergeny białek roślinnych, strawność, etykietowanie.
• Testy konsumenckie: degustacje w ciemno i badania behawioralne w kuchniach azjatyckich – Taste Matters.

Komentarze autora

Materiał brzmi pragmatycznie, z „inżynieryjnym” optymizmem: mikroalgi nie są egzotyczne dla szumu medialnego, ale prawdziwym budowniczym produktów białkowych, patrząc na to zadanie oczami materiałoznawcy. Kluczem jest nie tylko wyhodowanie biomasy o zawartości białka 60-70%, ale nauczenie frakcji białkowych tworzenia „mięsistej” mikrostruktury, a jednocześnie zachowanie smaku, soczystości i ceny. Dlatego stawiamy na duet mikroalg + soja: te pierwsze charakteryzują się gęstością białka i zwartą produkcją, te drugie zaś sprawdzoną teksturą i „miękkim” profilem smakowym.

Autor podkreśla kilka ważnych, często „niewypowiedzianych” rzeczy:

• Tekstura i doznania sensoryczne są ważniejsze niż slogany. „Zielony” ślad to plus, ale ludzie kupią to, co jest przyjemne do żucia i smaczne. Stąd nacisk na samoczynne tworzenie się białek, błonnika i zatrzymywanie tłuszczu/soku.
• Funkcje są ważniejsze niż taksonomia. Nie jest tak istotne „jaki rodzaj glonów”, jak to, jakie właściwości funkcjonalne (rozpuszczalność, żelowanie, emulgowanie) zapewnia wyizolowana frakcja białkowa po przetworzeniu.
• Ta mieszanka to nie kompromis, a strategia. Połączenie alg i białek sojowych pomaga spełnić trzy cele jednocześnie: profil aminokwasowy, skuteczność technologiczną i neutralizację „morskich” nut.
• Logika produkcji miejskiej. Dla Singapuru i megamiast kluczem jest „białko/m²” i sezonowa niezależność: zamknięte reaktory, krótkie łańcuchy dostaw, stabilność partii.
• Ekonomia i energia to filtr rzeczywistości. Tanie suszenie/wybielanie i skalowanie miniwarsztatów to wąskie gardła; bez nich ekologia i cena mogą „wyparować” na etapie przetwarzania.
• Regulacje i zaufanie. „Nowa żywność” to standardy, alergeny, etykietowanie i testy konsumenckie, a także lokalne kuchnie (nie tylko „format burgera”).

Co, zdaniem autora, musi się wydarzyć, aby „mięso z wodorostów” przestało być dostępne w pokazach i stało się produktem masowym:

• Standaryzuj koncentraty białkowe (partia po partii według wskaźników funkcjonalnych, a nie tylko według % zawartości białka).
• Energooszczędne rozwiązanie „brudnych” etapów – oddzielania wody, dezodoryzacji/bielenia – bez utraty składników odżywczych.
• Uruchomienie w mieście mini łańcuchów produkcyjnych: od reaktorów po pilotażowe linie wytłaczania i logistykę chłodniczą.
• Powiąż przepisy z kontekstem kuchni (Azja/Europa): aromatami, tłuszczami, przyprawami - na potrzeby rzeczywistych testów behawioralnych.
• Szczerze oblicz LCA (węgiel/woda/energia) w rzeczywistych skalach, a nie w gramach laboratoryjnych.

Główne przesłanie: alternatywne białko to nie pojedynczy „superskładnik”, ale połączenie materiałoznawstwa i rozwiązań żywieniowych. Mikroalgi zapewniają zwartość i gęstość białka, soja zapewnia niezawodne „wzmocnienie” tekstury, a kompetentna inżynieria sprawia, że powstaje produkt, który chce się zjeść po raz drugi.

Wniosek

Mikroalgi to nie futurystyczna fantazja, ale platforma technologiczna dla miast, gdzie brakuje ziemi, a białko jest niezbędne. Badania Guldina i współpracowników pokazują, że jeśli kontroluje się samoorganizację i teksturę białek, „zielony” koncentrat naprawdę zamienia się w produkt „mięsny” – co logicznie wpisuje się w singapurską strategię zrównoważonego rozwoju żywności 30x30. Potem następuje długodystansowy bieg: aromat, koszt, standardy i miłość konsumentów.

Źródło: Christine Ro. Surowe składniki: przekształcanie białka alg w sztuczne mięso. Nature, 18 sierpnia 2025 r.; wywiad z S. Guldin (TUM/TUMCREATE, Proteins4Singapore). Dodatkowy kontekst: cele 30×30 i materiały dotyczące Proteins4Singapore. doi: https://doi.org/10.1038/d41586-025-02622-7