«М’ясо з водоростей»: як мікроводорості та соя стають майбутніми котлетами

Кому можна довірити новий білок для планети сковорідок? Вчений-матеріалознавець Стефан Гулдін (TUM/TUMCREATE, проект Proteins4Singapore) пропонує нетрадиційну відповідь: мікроводорості + соя. У нещодавній статті в Nature він пояснює, як сировину отримують з одноклітинних культур з 60-70% білка, а потім «налаштовують» її самозбірку та текстуру, щоб імітувати «м’ясний» укус та соковитість. Контекст — це мета Сінгапуру «30 на 30»: виробляти 30% їжі локально до 2030 року в умовах дефіциту земель, де компактні біореактори з водоростей виглядають особливо логічними.

Передумови дослідження

Альтернативні джерела білка — це не модна примха, а відповідь одночасно на кілька вузьких місць: зростання населення, кліматичні обмеження, дефіцит землі та води, а в деяких мегаполісах — вразливість імпортозалежних ланцюгів поставок. Сінгапур є яскравим прикладом: країна імпортує левову частку своїх продуктів харчування та поставила собі за мету «30x30» — виробляти 30% свого раціону всередині країни до 2030 року. У такій географії логічними є компактні біореактори та закриті фотобіореактори з мікроводоростями: вони майже не потребують ґрунту, працюють цілий рік і масштабуються «по місту», а не «по гектару».

Мікроводорості цікаві не лише своїм «вертикальним» виробництвом. Ряд штамів ( Chlorella, Nannochloropsis, Arthrospira/«спіруліна» ) забезпечують 50-70% білка в сухій речовині, а поліненасичені жирні кислоти, пігменти та антиоксиданти надходять разом з білком. З такої біомаси можна отримати білкові концентрати та ізолятори – «будівельні блоки» для харчових систем. Їхньою перевагою перед багатьма наземними культурами є гнучкість складу завдяки контролю умов вирощування та незалежність від сезонності: виробничі партії легше стандартизувати.

Але «зелений порошок» сам по собі не перетворюється на «котлету». Білки водоростей мають специфічний профіль смаку та аромату (хлорофіли, «морська» нотка), змінну розчинність та гелеутворення, а міцні клітинні стінки ускладнюють засвоюваність, якщо їх неправильно обробляти. Звідси технологічний конвеєр: фракціонування, відбілювання/дезодорація, коригування функціональних властивостей (емульгування, утримання води, в'язкопружність). Водночас сушіння та розділення біомаси повинні проводитися енергоефективно, інакше частина екологічного та цінового виграшу втрачається; додайте сюди регулювання «нових продуктів харчування» та питання алергенів – і стає зрозуміло, чому шлях від реактора до прилавка такий довгий.

Ключем до відчуття «м’яса» є структурування. Білкові концентрати необхідно змусити самоорганізуватися у волокнисту, шарувату мікроструктуру, яка забезпечує еластичний «укус» та зберігає соки й жир. Це досягається за допомогою полів зсуву, екструзії, контролю мікрофазового розділення та додавання ліпідів/ароматичних попередників. На практиці водоростевий білок часто змішують із соєвим білком: це полегшує досягнення правильного амінокислотного профілю, покращує формування текстури та «зменшує» водорісний смак. Останнім бар’єром є споживач: нам потрібні рецепти місцевих кухонь, сліпі дегустації та чітке маркування. Ось чому до алгоритмів харчової хімії додаються матеріалознавство та сенсорні інструменти: без них «м’ясо з водоростей» залишиться лабораторною демонстрацією, а не продуктом, який люди купуватимуть вдруге.

Чому саме мікроводорості?

• Білок до країв. Деякі види містять до 60-70% білка в сухій речовині – порівнянно та навіть вище, ніж у типових джерелах.
• Міський формат. Вони ростуть у реакторах, майже без землі та з невеликим водним слідом – зручно для такого мегаполісу, як Сінгапур.
• Гнучка обробка. З біомаси видобувають білкові фракції, які можна використовувати як текстурні «конструктори».

Що робить команда Гульдіна?

Основна увага дослідження приділяється тому, як змусити рослинні білки поводитися як «м'ясо». Підхід матеріалознавства тут є вирішальним: контролюючи самоорганізацію білкових ниток та їх взаємодію з водою та жирами, можна зібрати бажану мікроструктуру – шаруватість, волокнистість, еластичність. Це той випадок, коли «фізика м'якої матерії» працює на смак.

• Сировина: суміш мікроводоростей та соєвих білків – баланс смаку, поживності та ціни.
• Процес: екстракція → вибір умов самоскладання → тести на м'яту/жувальну здатність та соковитість → коригування рецептури.
• Місце проведення: консорціум TUMCREATE/Proteins4Singapore – місток між фондами та харчовими технологіями для задоволення потреб міста-держави.

Що вже зрозуміло – і що уповільнює «альтернативне м’ясо» на водоростях

• Плюси:
  • висока щільність білка та повний амінокислотний профіль у ряді видів;
  • масштабованість у закритих системах;
  • перспектива зменшення вуглецевого та водного слідів.
• Виклики:
  • смак і аромат (хлорофіли, «морські» нотки) вимагають маскування та знебарвлення пігментів;
  • функціональні властивості (розчинність, гелеутворення) різняться між видами та залежать від обробки;
  • економіка та регулювання: стабільність ланцюгів постачання сільськогосподарських культур, стандартизація білкових концентратів.

Чому це потрібно Сінгапуру (і не тільки)

Сінгапур імпортує >90% своїх продуктів харчування та прагне виробляти 30% продуктів харчування на місцевому рівні до 2030 року. Компактні реактори з мікроводоростей + переробка білка на «м’ясні» продукти – це спосіб додати кілька грамів білка на квадратний метр та зменшити вразливість до шоків постачання. Те саме стосується міст з дефіцитом землі та води.

Як приготувати «м’ясний шматочок» із «зеленої каші»

• Структура: контролює мікрофазове розділення та орієнтацію білкових волокон (екструзія, поля зсуву) – звідси волокнистість та «хвиля» при укусі.
• Соковитість: інкапсулює жири, зв'язує воду з гідроколоїдами – імітація «м'ясного соку».
• Смак: ферментація, вибір ліпідного профілю та ароматичних прекурсорів – відхід від нотки «морських водоростей» до «умами».

Що далі для Proteins4Singapore

• Від лабораторії до міні-майстерень: стабільність партії, термін придатності, холодна логістика.
• Дієтетика та безпека: алергени рослинних білків, засвоюваність, маркування.
• Тестування споживачів: сліпі дегустації та поведінкові дослідження в азійській кухні – Смак має значення.

Коментарі автора

Матеріал звучить прагматично, «інженерно» оптимізмом: мікроводорості — це не екзотика заради галасу, а справжній конструктор для білкових продуктів, якщо подивитися на завдання очима матеріалознавця. Ключ не просто виростити біомасу з 60-70% білка, а навчити білкові фракції збиратися в «м’ясну» мікроструктуру та при цьому зберегти смак, соковитість і ціну. Тому ставка робиться на дует мікроводоростей + сої: перша має щільність білка та компактне виробництво, друга — доведену текстурованість та «м’який» смаковий профіль.

Автор наголошує на кількох важливих, часто «невисловлених» речах:

• Текстура та сенсорні враження важливіші за слогани. «Екологічний» слід — це плюс, але люди купуватимуть те, що приємно жувати та смачно їсти. Звідси й акцент на самозбірці білків, клітковини та утриманні жирів/соків.
• Функції важливіші за таксономію. Важливо не стільки «які водорості», скільки які функціональні властивості (розчинність, гелеутворення, емульгування) забезпечує ізольована білкова фракція після обробки.
• Суміш — це не компроміс, а стратегія. Поєднання водоростей та соєвих протеїнів допомагає вирішити одразу три завдання: амінокислотний профіль, технологічну ефективність та нейтралізацію «морських» ноток.
• Логіка міського виробництва. Для Сінгапуру та мегаполісів ключовим є «білок/м²» та сезонна незалежність: закриті реактори, короткі ланцюги поставок, стабільність партій.
• Економіка та енергетика – це фільтр реальності. Дешеве зневоднення/відбілювання та масштабування міні-цехів є вузькими місцями; без них екологія та ціна можуть «випаруватися» на етапі обробки.
• Регулювання та довіра. «Нові продукти харчування» – це стандарти, алергени, маркування та споживчі тести, а також для місцевих кухонь (не лише «формат бургера»).

Що, на думку автора, має статися далі, щоб «м’ясо з морських водоростей» перейшло від демонстрацій до масового продукту:

• Стандартизуйте білкові концентрати (кожна партія має бути за функціональними показниками, а не лише за відсотком білка).
• Енергоефективно вирішують «брудні» етапи – відділення води, дезодорацію/відбілювання без втрати поживних речовин.
• Запустити міні-виробничі ланцюжки в місті: від реакторів до пілотних екструзійних ліній та холодної логістики.
• Пов’яжіть рецепти з контекстом кухні (Азія/Європа): аромати, жири, спеції – для реальних поведінкових тестів.
• Чесно розраховуйте LCA (вуглець/вода/енергія) для реальних масштабів, а не для лабораторних грамів.

Головний меседж: альтернативний білок — це не окремий «суперінгредієнт», а поєднання матеріалознавства та харчових рішень. Мікроводорості забезпечують компактність та щільність білка, соя — надійне «підсилення» текстури, а грамотна інженерія перетворює це на продукт, який хочеться їсти вдруге.

Висновок

Мікроводорості — це не футуристична фантазія, а технологічна платформа для міст, де земля обмежена, а білок потрібен. Робота Гулдіна та його колег показує, що якщо контролювати самозбірку та текстуру білків, «зелений» концентрат дійсно перетворюється на «м’ясний» продукт — і це логічно вписується в стратегію сталого розвитку харчових продуктів Сінгапуру «30x30». Далі йде біг на довгі дистанції: аромат, вартість, стандарти та любов споживачів.

Джерело: Крістін Ро. Сирі інгредієнти: перетворення білка водоростей на штучне м'ясо. Nature, 18 серпня 2025 р.; інтерв'ю з С. Гулдін (TUM/TUMCREATE, Proteins4Singapore). Додатковий контекст: цілі 30×30 та матеріали про Proteins4Singapore. doi: https://doi.org/10.1038/d41586-025-02622-7