Kan mat produceras direkt från tunn luft? Finländska forskares revolutionära idé låter så ambitiös att den ser mer ut som en science-fictionförfattares fiktion eller en saga om en självmonterad bordsduk. Men från ett vetenskapligt perspektiv finns det inget fantastiskt i detta förslag.
Dessutom har motsvarande experiment redan genomförts och slutförts framgångsrikt, livsmedelsprover har erhållits, och 2021 planeras till och med att bygga den första anläggningen för produktion av "luftmat".
Det ambitiösa projektet stöds av ett team av forskare från LUT-universitetet i Finland (tidigare Lappeenranta tekniska universitet) och deras start Solar Foods. Men forskare noterar blygsamt att bara tekniken uppfanns, själva idén föddes tillbaka på 1960-talet, i rymdålders gryning.
Sovjetiska och amerikanska forskare tänkte på hur man kan tillhandahålla mat till människor i omloppsbana eller göra långa rymdflygningar - det vill säga helt avskurna från våra vanliga sätt att få mat.
Att göra mat ur tunn luft ansågs vara ett alternativ. Men vid den tiden var detta alternativ inte särskilt effektivt och extremt dyrt, så det övergavs snabbt och planen förblev orealiserad.
Först nu, efter mer än ett halvt sekel, har idén hittat sin praktiska tillämpning, bara inte i rymden utan på jorden. Och "luftig mat" blev verklighet.
Men hur är det till och med möjligt?
Kampanjvideo:
Atomkonstruktör
Luften vi andas in är en blandning av gaser: huvudsakligen kväve (N), syre (O) och koldioxid (CO2), samt vattenånga (H2O) löst i dem.
Men exakt av samma element - kol, väte, syre och kväve (i olika konfigurationer) - vilket protein som helst består. Så de nödvändiga råvarorna för produktion är i luften - uppgiften handlar faktiskt om att gruppera atomerna korrekt.
Allt som behövs för detta är elektricitet för att bryta vattenmolekylerna i deras beståndsdelar, och några få bakterier som börjar föröka sig och matar på produkterna från denna reaktion.
"Denna process är lite som att växa jäst," förklarar en av teknikförfattarna, professor Juha-Pekka Pitkanen, "men i stället för socker finns det el och koldioxid. Med hjälp av elektricitet bryts vattenånga molekyler ner - och väte bildas, som är en energikälla för mikroorganismer. Och CO2 är en kolkälla. Från dessa delar producerar bakterier proteiner, fetter, kolhydrater och till och med vitaminer."
Det är uppenbart att kostnaden för sådan produktion främst beror på elpriset. I Finland, där den första anläggningen ska byggas, är el billigt. Och koldioxid kan inte ens tas ur luften, där det inte finns så mycket av det, men avfallet från biobränsleproduktion kan användas - samtidigt som man samtidigt minskar skadliga utsläpp.
Uppskattad kapacitet för anläggningen - 1 miljon ton per år; detta räcker för att tillhandahålla protein för cirka 5 miljoner människor, det vill säga nästan hela landets befolkning.
I framtiden kan den föreslagna tekniken hjälpa till att lösa problemet med hunger i utvecklingsländerna (nästan 800 miljoner människor i världen är undernärda), eftersom det inte beror på klimat eller jordtyp och gör det möjligt för livsmedel att produceras under några förhållanden - även i öknen eller i norr.
Solar Foods-projektet har redan valts ut för Europeiska rymdorganisationens affärsinkubator, som testar möjligheten att tillhandahålla "luftmat" till rymdsuppdrag till Mars.
Dessutom, både i tur-retur-flygningen och på Red Planet själv: det finns gott om solljus, och atmosfären består nästan helt av koldioxid. Det största problemet är emellertid bristen på bevisade vattenreserver.
Det är gott?
I smak och utseende liknar den resulterande maten vanligt vete mjöl. Detta är ett mycket näringsrikt ämne: ungefär hälften av det består av proteiner, en annan fjärdedel består av kolhydrater, och resten är fetter och nukleinsyror.
Men huvudfrågan kvarstår: hur välsmakande är det? Enligt utvecklarna är svaret inte så viktigt, eftersom ingen erbjuder "luftig mat" i sin råa form.
"Denna ingrediens är densamma som mjöl, sojaprotein eller vassleprotein", förklarar professor Pitkanen. - Det är inte avsett att ätas rått. Du kan och bör göra färdiga produkter av det. Åtminstone bröd, åtminstone korv. Denna mat har inte sin egen uttalade smak, den är ganska neutral."
Så salt, socker och andra ingredienser, i teorin, gör det möjligt att producera åtminstone mellanmål, åtminstone desserter, åtminstone huvudrätter från konstgjorda proteiner, som nu är fallet med mjöl.
Forskaren betonar: konstgjort protein har ingen uppgift att helt ersätta maten vi är vana vid. Men på lång sikt - med kampen mot klimatförändringar - bör Solar Foods vara den viktigaste proteinkällan för varma måltider.
Med tiden kommer detta att bidra till att eliminera nästan helt boskap, en av de viktigaste källorna till koldioxidutsläpp, och delvis från jordbruket, den främsta orsaken till avskogning.
Och till att börja med kan de åtminstone ersätta djurfoder. Även om 6 euro per kilo för djurfoder är lite dyrt. Samma sojaprotein kostar flera gånger billigare. Men när produktionen växer och på platser där solenergi är billigt, kommer kostnaderna att minska.
Bakterier till middag?
Det är omöjligt att patentera själva tekniken för att producera mat ur luften, så i teorin kan alla göra det, utan någon licens.
Det enda som ett patent kan erhållas är för produktion av specifika mikroorganismer. Slutligen är den resulterande produkten inte bara ett konstgjordt abstrakt protein med tillsatta kolhydrater. Detta är ganska levande bakterier.
Och här uppstår en annan viktig fråga - en psykologisk. Det är ingen hemlighet att ekologernas senaste uppmaningar att äta insekter, för att uttrycka det mildt, inte orsakar mycket entusiasm i civiliserade länder. Är vi redo att äta bakterier varje dag till frukost, lunch och middag?
Det måste dock komma ihåg att vi strikt sett äter bakterier varje dag - och i stora mängder. Jäst, fermenterad mjölk och allmänt annonserad bifidobakterier - och många andra. Och vi tänker inte ens på det.
"Naturligtvis har ordet" bakterier "obehagliga föreningar," säger professor Pitkanen, "men det finns inte bara dåliga bakterier, utan också bra, mycket användbara, till och med nödvändiga. Men vad kan jag säga, nästan hälften av en person består av bakterieceller."
Eftersom bakterier inte tillhör växter eller djur, kan livsmedel från luften inte ens betraktas som vegetarian, utan helt vegan.
"Många sa till mig personligen att de hellre skulle äta bakterier än insekter," ler Pitkanen. - Så den viktigaste frågan som ska besvaras är vad blir den slutliga produkten så att människor vill äta den? Det borde vara läckert, oavsett vad det är. Läcker, prisvärd och bekväm."
"När allt kommer omkring är att ta hand om naturen vanligtvis inte det viktigaste som människor tänker på när de väljer sin egen middag," säger han.
Nikolay Voronin
