Prof. Dr. Remziye Yılmaz
Hacettepe Üniversitesi
Mühendislik Fakültesi, Gıda Mühendisliği Bölümü
Beytepe Kampüsü, 06800, Ankara.
Hayvansal ürünler olmadan yapılan bir hamburgerin, sığır etiyle yapılan bir hamburger kadar lezzetli ve doyurucu olması mümkün müdür? Cevap kesinlikle EVET!
Bu cevapta saklı olan, tat ve besleyicilik açısından önemli olan et ve ürünleri kadar yağları da, hayvanlara ve gezegene zarar vermeden üretebilmektedir. İstenilen işlevselliğe, lezzete ve besin profiline sahip yeni gıda statüsündeki bu yeni yağları elde etmek için fermantasyon teknoljisi kullanılıyor. Bunu, mikroorganizmaların kendilerini ya da onların metabolizmasını belirli yağlar üretecek şekilde yeniden düzenleyerek başarmak mümkün. Öte yandan, üretilen yağ asitlerinin türlerini ve belirli yağ moleküllerini (trigliseritler) oluşturmak için nasıl bir araya geldiklerini kontrol etmek de mümkün. Bu yaklaşım ile, yağları moleküler düzeyde tasarlamak söz konusu. Ayrıca klasik fermantasyon kadar hassas fermantasyon da güvenli bir teknoloji platformu olarak kabul ediliyor ve onlarca yıldır endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır.
Avrupa’da ÄIO (Estonya), Cubiq Foods (İspanya), Cultimate (Almanya), Hoxton Farms (İngiltere) ve Melt&Marble (İsveç) gibi girişimci firmaların sayısı hızla artıyor.[1] Örneğin 2022 yılında Estonyalı biyomühendisler Petri-Jaan Lahtvee ve Brezilyalı Nemailla Bonturi tarafından kurulan Estonya merkezli marka ÄIO, tarım endüstrisinin yan ürünlerinden yenilebilir yağlar üretiyor. Şirket, özellikle yağ asitleri, antioksidanlar ve pigmentler üretebilen mikroorganizmaları klasik ve hassas fermantasyon teknolojisi uygulamaları ile Omega 3 yağ asitleri açısından zengin ve palmiye yağı gibi yağlardan çok daha az çevresel etkiye sahip mikrobiyal yağların eldesinde kullanıyor. Hatta Melt&Marble firması Avrupa İnovasyon Konseyi’nden (EIC) 2,5 milyon avroluk hibe ve potansiyel sermaye yatırımı aldı.[2] Bu fon, Melt&Marble’ın fermantasyon bazlı ürettiği yağlarının ticarileştirilmesini destekliyor. Melt&Marble, 969 başvuru arasından seçilen 68 şirket arasında yer aldı ve ayrıca Horizon Europe Çerçeve Programı’ndan 260 bin avroluk da hibe aldı. Melt&Marble, alternatif yağlar ürettiğini söylüyor ve DairyMarble™ ve MeatyMarble™ ürünleri de dahil olmak üzere sürdürülebilir gıda üretimine odaklanıyor.
Bu şirketler mikrobiyal hücre fabrikaları olarak mayalar ile çalıştıklarını ve bu maya hücrelerinin zaten bira, şarap ve ekmek yapımının ardındaki temel teknoloji olan fermantasyon teknolojisinde uzun süredir kullanıldığını bildiriyorlar. Basitçe söylemek gerekirse, maya hücrelerini alkol yerine istenilen yağları üretecek şekilde yeniden düzenlediklerini söylüyorlar.
Bu yılın başlarında, Berlin merkezli start-up Cultimate, fermantasyon yolu ile yağ bileşeninin üretim süreçlerini ölçeklendirmek için 2,3 milyon avroluk bir finansman aldığını açıkladı. 2022’de kurulan bu biyoteknoloji start-up’ı, bitki bazlı ürünlere ‘otantik’ bir etli tat ve doku sağlaması nedeniyle ‘oyun değiştirici’ bir bileşen olduğuna inandıkları sığır eti ve domuz eti yağı geliştirdi[3]. Kurucu ortak Eugenia Sagué, “Bilim, gıda endüstrisinin neden olduğu birçok sorunun çözümünde anahtardır. Yenilikçi teknoloji sayesinde, tüketicilerin özlediği etli tatları sunabilirken aynı zamanda etik olmayan yoğun hayvancılığı azaltabilir ve CO2 emisyonlarını azaltarak iklim değişikliğiyle mücadele edebiliriz” diyor.
Mikrobiyal yağ, biyokütlelerinin %20’sinden fazlasında lipid biriktiren organizmalar bakteriler, mayalar, küfler ve algler gibi yağlı mikroorganizmalar tarafından üretilen yağlardır.[4] Yağlı mikroorganizmalardan mikrobiyal yağ üretimi iki fazlı bir süreçtir. İlk fazda, fermantasyon ortamında bulunan nitrojen tüketilene kadar hızlı hücre gelişimi gerçekleşir. İkinci fazda ise fermantasyon ortamındaki fazla karbon lipide dönüştürülür. Ayrıca yağlı mikroorganizmalar tarım ve endüstriden gelen besin artıkları gibi çeşitli substratlar üzerinde iyi gelişirler. Farklı maya hücresi tasarımları oluşturmak ve test etmek için yinelemeli geliştirme döngüleri de kullanılabilir. İstenilen yağ profillerine sahip sürdürülebilir üretimli hücrelere sahip olana kadar döngüyü tekrarlamak gerekebilir.
Uzun yıllardır biyoteknoloji ve dolayısı ile fermantasyon teknolojisi ile çalışan Hacettepe Üniversitesi Gıda Mühendisliği Bölümü FoodOmics Laboratuvarı[5] olarak sürdürülebilir mikrobiyal yağ üretimi konusunda biz de müşteri kuruluşumuz ile birlikte TÜBİTAK TEYDEP Üniversite-Sanayi İşbirliği Destek Programı kapsamında yeni bir projeye başladık. Bu proje, ayçiçek yağ endüstrisi yan ürünlerini kullanarak yerel ve orjinal maya hücreleri ile sürdürülebilir bir üretim prensibine sahip, hammadde maliyeti düşük, yüksek katma değere sahip, ülkemizde ithal edilen yağlara alternatif mikrobiyal yağ üretimi için laboratuvar ortamında prototip eldesi ile ilgilidir. Ülkemizde, gıda endüstrisi, araştırmaya yaptığı yatırım miktarı ve hızla ortaya çıkan teknoloji alanlarını benimsemesi bakımından karakteristik olarak muhafazakârdır. Bu nedenle bilim dostu ve ileriye dönük proje ve üretime önem veren firmaların olması ve bu yenilikçi projelere fon bulunabilmesi oldukça değerlidir. Şu anda klasik ve modern biyoteknolojik yöntemlere dayalı araştırmalar daha çok küçük ölçekli firmalar tarafından gerçekleştirilmekte ve çoğu uzmanlık alanlarında oldukça yetenekli olan bu firmalar motive, duyarlı ve üretkendir. Girişimci ruhun ulusal temsilcileridir. Ancak yeni bir aşamaya girmeye başlıyoruz. Gıda şirketleri teknolojiye daha aşina hale geldikçe ve bu yeni ürünlerin pazardaki başarısını deneyimlemeye başladıkça, araştırma becerilerinin içselleştirilmesini ve biyoteknolojinin köklü gıda araştırma disiplinlerine tam entegrasyonunu göreceğiz. Zaten, dünyada mikrobiyel protein, yağ gibi ürünlerin de yer aldığı “Gıda Biyoteknolojisi Pazarı”nın yenilikçi araştırmalar ile 2031’e kadar büyük miktarda ilerleyeceği öngörülmektedir[6].
[1] https://www.foodnavigator.com/Article/2024/07/29/Five-European-start-ups-using-food-tech-to-reimagine-fats?utm_source=copyright&utm_medium=OnSite&utm_campaign=copyright
[2] https://www.meltandmarble.com/technology
[3] https://www.cultimatefoods.com/
[4] Leman, J. (1997). Oleaginous microorganisms: an assessment of the potential. Advances in applied microbiology, 43, 195-243.
[5] https://foodomicslab.hacettepe.edu.tr/
[6] https://www.businessgrowthreports.com/enquiry/request-sample/17274340
Resim 1. Mikrobiyal hücre fabrikaları olarak mayalar (Fotoğraf: Elif Bircan Muyanlı).
