Susu Hasil Rekayasa Biologis
Susu adalah sebuah sumber penting dari protein berkualitas tinggi. Kasein dan whey (air dadih) adalah protein utama dalam susu, terhitung masing-masing sekitar 76%--88% dan 16%--22% dari total kandungan protein. Fungsi dan gen pengkodenya telah diteliti dengan baik. Saat ini, konsumsi secara global dari produk susu meningkat stabil.
Menurut sebuah survei dari Departemen Pertanian USA (USDA), produksi susu secara global sebesar 523 juta ton di tahun 2019, atau meningkat 0,96% dibandingkan tahun 2018. Konsumsi susu secara global sebanyak 188 juta ton di tahun 2019, atau meningkat sebesar 0,56% dari tahun 2018. Susu memiliki isu yang dapat menyebabkan masalah kesehatan seperti intoleransi laktosa, alergi susu sapi, dan hiperkolesterolemia. Selanjutnya, keprihatinan terkait hormon susu dan residu antibiotik, gaya hidup yang berbeda dari konsumen, pencemaran lingkungan akibat peternakan, dan isu etika, harus menjadi perhatian dan pertimbangan.
Untuk mengatasi masalah yang disebutkan di atas, alternatif susu berbasis nabati telah diteliti. Susu berbasis tanaman tersebut diperoleh dengan mengekstraksi komponen terlarut dari material tanaman yang terdegradasi melalui metode ekstraksi berbasis air, diikuti dengan proses penyaringan, sentrifugasi, homogenisasi, dan pemanasan. Susu oat, kacang, dan almond, serta susu nabati lainnya adalah produk terbaru di pasaran. Namun, profil nutrisi yang tidak seimbang dan rasa sensorik yang tidak diinginkan dari produk tersebut telah membatasi akan konsumsi produk tersebut. Susu nabati saat ini yang ada di pasaran berbeda jauh dalam hal kandungan gizi, terutama untuk kadar protein atau vitamin yang tidak mencukupi, yang dapat membatasi aplikasi produk tersebut.
Dalam beberapa tahun terakhir, dengan pesatnya perkembangan pangan buatan biologis, banyak pabrik sel telah dibangun untuk mensintesis komponen pangan penting dan aditif pangan fungsional secara efisien. Biologi sintetis telah digunakan untuk mensintesis protein tertentu dan aditif oligosakarida untuk susu, seperti laktoferin, human milk oligosaccharide 2-fucosyllactose dan lacto-N-neotetraose.
Perbandingan proses produksi susu secara tradisional dan alternatif susu nabati, ada banyak keuntungan yang didapat dalam penerapan biologi sintetik untuk menghasilkan susu tanpa hewan ternak. Pertama, sintetis mikrobial dari komponen susu dapat dilakukan di sebuah bioreaktor untuk menghindari polusi lingkungan, dan kontaminasi antibiotika dan hormon yang bisa disebabkan oleh metode tradisional.
Kedua, fermentasi dari pabrik sel untuk memproduksi komponen susu bisa dilakukan dengan menggunakan media sederhana dengan bahan baku yang tersedia, seperti glukosa, pepton kedelai, sirup jagung, urea, dan garam anorganik, dengan biaya yang relatif rendah. Ketiga, kemampuan dari fermentasi microbial memiliki siklus pendek, dan fermentasi tidak terpengaruh oleh lingkungan dan cuaca. Keempat, pabrik sel bisa menghindari beberapa masalah seperti ekstraksi yang tidak efisien dari material tanaman, kehilangan dari produk target, dan rumitnya protokol pasca pengolahan.
Saat ini, riset tentang protein susu terutama terfokus pada biosintesis dari laktoferin. Laktoferin sapi adalah sebuah agen antimikroba dan imunomodulator yang berada pada konsentrasi rendah dalam susu sapi. Jadi, pembangunan pabrik sel untuk biosintesisnya merupakan strategi yang menjanjikan.
