Bio-tehnologia BSF sau cum ieşim din următoarea criză?

Povestea noastră începe cu un principiu de bază din ecologie, “Legea Minimului a lui Liebig” (the Liebig’s Law of the Minimum): „Creşterea unui sistem nu este controlată de cantitatea totală de resurse disponibile, ci de acea resursă care se termină prima”.

Ca să fim oneşti, aceasta lege a fost dată mai întai de botanistul german Carl Sprengel (1840) şi doar apoi popularizată de chimistul Justus von Liebig. O consecinţă a acestei legi, este că: „Ecosistemele intră in criză în ordinea epuizării resurselor”.

Atunci când facem comparaţii între un ecosistem şi societatea umană ne întrebam: Ce resursă se apropie prima de sfârşit? Cat de gravă va fi? Suntem pregătiţi? În prezent, omenirea se comportă de parcă planeta ar fi un sac fără fund. Nu există o preocupare serioasă pentru limitarea creşterii populaţiei, pentru limitarea nevoilor individuale, pentru protejarea surselor. Cât mai putem intinde de elasticul resurselor naturale? Care criză ne va lovi mai întâi? Lipsa de energie? Poluarea? Lipsa de metale grele? Apa de irigaţie? Hrana?

Cele mai recente modele au semnalat două crize majore în următorii 20-30 de ani:

Criza fosforului

Fosforul este un fertilizant de neînlocuit în culturile agricole. În trecut, era exploatat din peşteri care conţineau depozite mari de oase fosile, din depozite geologice de guano (excremente fosilizate de păsări şi lilieci) sau din peşti marini şi alge (biomasă uscată, folosită ca îngrăşământ).

Pentru Europa, cea mai mare sursă de fosfor rămasă este deşertul din Nordul Saharei, în Maroc şi Algeria. La rata curentă de exploatare, aceste depozite vor fi însă epuizate în 20-30 de ani. Criza cea mai mare pe care a cunoscut-o Europa în ultimii 50 de ani va veni de la imposibilitatea de a procura suficient fosfor pentru o agricultură, ca să hrănească 300 de milioane de oameni. Vom trăi vremuri curioase. Vom avea pamânt agricol suficient, dar nu îl vom putea cultiva. Fie că fosforul va fi raţionalizat, fie vom plăti mai mult pentru fosfor şi hrană importate de pe alte continente.

Uniunea Europeana este deja în alertă. Sute de granturi de cercetare au fost acordate multor echipe de cercetare, pentru a dezvolta tehnologii de reciclare a fosforului. În viitorul apropiat, o mare parte din fosforul agricol va fi extras din apă uzată în staţii de epurare. Statele Unite ale Americii au şi ele programe de reciclare de fosfor din ape uzate folosind microbi din grupul Acinetobacter, dar nu sunt aşa de avansate ca Europa. Pentru un motiv simplu; rezervele minerale de fosfor ale Americii sunt încă mari.

Criza fosforului ne aduce o revelație – o societate poate să evite crize dacă ştie să le prevadă şi dacă le ia în serios din timp. Dacă este pregatită din vreme cu technologii alternative, care sunt însă şi sustenabile economic. Nu orice tehnologii care apar au şi viitor. De exemplu, putem extrage apă din piatră seacă, diamante din nisip sau aur din paie; putem distila uraniu din ocean sau creşte banane în Alaska. Dar nu vom face toate acestea dacă ne costă mai mult decat merită. Tot aşa şi cu fosforul European; preţul de reciclare din staţii de epurare este încă prea ridicat pentru agricultură. Pe de altă parte, hrana e o resursa strategică şi ne aşteptăm ca preţul fosforului sa crească la nivel global. Agricultura hidroponică (plante cu rădacini în apă) e deja dispusă să plătească mai mult pentru fosfor şi va fi prima beneficiară a acestei tehnologii. Secretul în această criză, este să îmbunătăţim continuu metodele de reciclare, şi să fim pregătiţi cu technologia potrivită la momentul potrivit.

Criza proteinelor

Pentru a menţine stilul prezent de viaţă, creşterea de animale în ferme intensive a devenit obligatorie. În fiecare an, creştem şi consumăm miliarde de animale (găini, curcani, porci, peşti, vite, oi). Toate aceste animale au nevoie de hrană de calitate, bogată în proteine. Plantele pot creşte doar cu energie solară şi chimicale simple ca fosfor, carbon, hidrogen, azot sau potasiu. Dar animalele au nevoie de molecule complexe în hrană; nu putem creşte animale fără aminoacizi esenţiali din proteine, acizi omega din grăsimi sau fără vitamine.

Cea mai ieftină sursă de proteine de pe piaţă este derivată din boabe de soia. Problema este că făina proteică din soia nu este şi cea mai bună; trebuie de exemplu amendată cu chimicalul metionină ca să putem creşte găini. Unii peşti (cum ar fi somonii şi păstrăvii) nu cresc bine cu exces de făină de soia în dietă. În plus, soia e pe sfârşite, pentru ca oamenii mănâncă din ce in mai multă soia (în panificaţie, lapte artificial sau brânză tofu). Din cauza asta, preţul proteinei de soia va creşte continuu până va deveni nesustenabil pentru creşterea de animale.

A doua mare sursă de proteine de pe piaţă, este făina de peşte. Pe aceasta o extragem cel mai mult din peşti marini: anciovete şi macrouri în Peru şi Chile, peştele Menhaden în Atlanticul central şi în Golful Mexic, sardine şi heringi în Islanda şi Japonia. În fiecare an, 6-7 milioane de tone de peşte sunt extrase din ecosistemul oceanic, şi transformate în făină de peşte în fabrici specializate.

Procedeul este foarte ineficient şi multe proteine ajung la gunoi sau în canalizare. Este nevoie de 4-5 tone de peşte marin pentru a produce o singură tonă de făină de peşte (cu 64-65% proteină crudă şi 8-10% grăsimi). Trăim un paradox: nu avem destule proteine, dar în loc sa adaugăm faină de peşte direct în hrana oamenilor, o dăm întâi la animale de ferma, ca să le consumăm apoi pe acestea. Există şi situații total aberante: pescuim peşti marini total comestibili (distrugând în timpul ăsta şi ecosistemul oceanic), pe care apoi îi transformăm în făină de peşte, cu care creştem păstravi şi somoni… ca să putem mânca …peşte. Dacă dorim gust de peşte, de ce nu mâncăm direct peştele oceanic?

Criza proteinelor ne va lovi de la simplul fapt că omenirea continuă să crească, dar oceanul e limitat în dimensiuni şi productivitate şi nu poate să ne dea mai mult de șase milioane de tone de peşte pentru făină în fiecare an. Ajungem aici la o altă regulă de bază din ecologie: Nu poţi creşte la infinit, dintr-o resursă finită. Cu nevoia de proteine în continuă creştere, preţul făinii de peşte va creşte şi el, şi prin urmare preţul produselor de carne. Biftecul, mezelurile şi fileul de somon vor deveni articole de lux.

O nouă tehnologie vine să salveze omenirea

Oamenii de ştință au studiat zeci de specii de insecte, şi alte nevertebrate, pentru a produce un înlocuitor de făină de peşte. Acestea includ râme, melci, lăcuste, greieri, gândaci, termite şi crustacee. Campioana tuturor este însa o muscă originară din insulele Caraibe (numită “Black Soldier Fly” sau BSF). Mai exact spus, creştem larve ale acestei muşte (denumită stiinţific Hermetia illucens).

Această muscă a fost raspandită pe tot globul prin comerţul cu legume şi fructe, şi este acum prezentă în mai toate ţările din centrul şi sudul Europei. Probabil că în curând va fi semnalată şi în România. A fost deja observată în Ungaria, Balcani şi Asia Mică. Larvele acestei muşte sunt bogate în proteine şi vorace consumatoare de resturi organice.

Succesul acestei tehnologii vine şi de la faptul că nu exploateză resurse naturale, ci reciclează gunoi. Mai precis, mâncare uzată. Ca societate, suntem foarte risipitori cu hrana. Aproape 40% din recolta agricolă nu este în fapt mâncată, ci ajunge la gunoi (în forma de coji şi cotoare, frunze şi rădacini nefolosite, mâncare expirată pe raft sau lăsată în farfurii).

Biotehnologia BSF (Resturi organice → Larve BSF → Proteine) este simplă în principiu:

Înainte de a închide, ne rămân câteva întrebări cheie

Câtă făină de proteine poate fi produsă prin aceasta tehnologie? Destul ca să nu mai exploatăm oceanele?

Răspuns: Dacă adunăm toată mâncarea uzată din America de Nord şi Europa (doar a zecea parte din populatia globului), putem recicla peste 100 de milioane de tone de resturi organice în fiecare an. În tehnologia BSF, 7-8% din aceasta biomasă devine faină proteică. Asta este suficient ca să depăşească tot peştele oceanic exploatat în prezent pentru faina de peşte la nivel mondial. Amintim aici că fermele de animale folosesc în prezent 1-2 milioane de tone de faină de peşte. Statele Unite, Canada şi UE ar acoperi singure nevoile globale de faină de proteină animală.

O condiţie primordială pentru ca o tehnologie să supravieţuiască este sustenabilitatea economică. După ce scădem investiţii şi cheltuieli, preţul făinii de BSF trebuie să fie competitiv cu preţul făinii de peşte. Este tehnologia BSF sustenabilă?

Răspuns: În prezent, făina de BSF se produce la puţin sub 10 $/kg, în timp ce făina de peşte este mai ieftina (sub 1 $/kg). Dar în trecutul apropiat (in anii 2010-2015) făina de peşte a atins pragul de 2.4 $/kg. Noi fabrici BSF, mult mai eficiente, sunt în prezent în construcţie în SUA. Aceste fabrici vor procesa până la 200 de tone de mâncare uzată pe zi. Criza proteinelor animale a început deja. Deşi făina de BSF este încă scumpă, toată producţia este cumparată cu luni înainte. Prin automatizare preţul de producţie va scădea sub 2 $/kg. În acelaşi timp, din cauză de cerere şi ofertă, preţul făinii de peşte este aşteptat să crească peste pragul critic de 2 $/kg.

Cum stăm cu calitatea produsului? Este făina de BSF la fel de bună ca făina de peşte?

Răspuns: Carnea animalelor de fermă hrănite excesiv cu făină de peşte capătă un miros greu specific. Este foarte neplăcut să mănânci pui, curcan sau porc cu miros de sardine. Făina de insecte nu are miros. Este deasemenea bogată în grăsimi esenţiale omega, proteine si vitamine. În SUA au fost făcute numeroase experimente de hrănire pe porci, pui, păstrăv şi somon, în staţiuni de cercetare universitare. Toate testele au arătat performanţe excelente în hrănirea animalelor cu făină BSF. Există chiar şi o gastronomie şi cofetărie bazate pe făină de insecte. Un grup de studenţi de la University of Southern California (Los Angeles) au dezvoltat chiar reţete de prăjituri delicioase cu făină BSF. Prăjituri si ciocolate cu făină de insecte (Cirpi Bars, Coklat și Silverqueen) se vând ca pâinea caldă în oraşe cosmopolite ca San Francisco şi Los Angeles.

Se aplică undeva aceasta tehnologie? Ce ţări sunt în frunte? Poate fi implementată în România?

Răspuns: Cel puţin zece fabrici BSF sunt în construcţie în SUA; alte câteva în EU şi Canada. Companii mari din China, AgriProtein din Africa de Sud, Vivotein și River Road Research din Los Angeles şi Buehler în Germania sunt cele mai avansate în această tehnologie. În următorii zece ani, peste 100 de fabrici vor recicla mâncare uzată cu tehnologia BSF. România este campioana Europeană a agriculturii tradiţionale şi a gunoaielor nereciclate. Suntem pregătiţi pentru o nouă tehonologie? Depinde de multi factori: legislaţie pro-business, funcţionari de stat bine pregatiţi si o sortare eficientă a gunoaielor aproape de sursă. Resurse umane şi de materii prime avem. Numai din resturi agricole nefolosite, România ar putea deveni o mare producătoare de făină BSF.

Avantaje adiţionale ale tehnologiei BSF

Chitina şi chitosan (produse din carcase de pupe şi muşte în fabricile BSF). Aceşti polimeri sunt foarte căutaţi în industria cosmetică, la purificare de metale grele din apă şi pentru bandaje neadezive pentru arsuri.

Melanina este un pigment produs cu ajutorul larvelor BSF. S-a descoperit recent că melanina adaugată în bateriile litiu-ion le protejeaza pe acestea de la explozie în situaţii de scurt-circuit.

Grăsimi extrase din larvele BSF sunt folosite pentru reţete de hrană la puii producători de ouă sau convertite în biodiesel.

Resturi organice nefolosite de larvele BSF sunt reciclate în fertilizanţi pentru culturi de câmp şi hidroponice.

Povestea noastră se termină aici. Omenirea va fi salvată (încă odată) prin tehnologii. Tot ce trebuie, este să ne folosim inventivitatea.