“Carne de algas”: como as microalgas e a soja se tornam os futuros hambúrgueres

Em quem podemos confiar a nova proteína para o planeta frigideira? O cientista de materiais Stefan Guldin (TUM/TUMCREATE, projeto Proteins4Singapore) apresenta uma resposta não convencional: microalgas + soja. Em um artigo recente na Nature, ele explica como as matérias-primas são obtidas a partir de culturas unicelulares com 60-70% de proteína e, em seguida, "ajustadas" sua automontagem e textura para imitar a textura e a suculência da "carne". O contexto é a meta "30 por 30" de Singapura: produzir 30% dos alimentos localmente até 2030 em um ambiente com escassez de terra, onde biorreatores compactos de algas parecem especialmente lógicos.

Contexto do estudo

Fontes alternativas de proteína não são um capricho da moda, mas uma resposta a vários gargalos ao mesmo tempo: crescimento populacional, restrições climáticas, escassez de terras e água e, em algumas megacidades, a vulnerabilidade das cadeias de suprimentos dependentes de importações. Cingapura é um exemplo disso: o país importa a maior parte de seus alimentos e estabeleceu uma meta "30x30" – produzir 30% de sua dieta internamente até 2030. Em tal geografia, biorreatores compactos e fotobiorreatores fechados com microalgas são lógicos: eles praticamente não requerem solo, operam o ano todo e são escaláveis "por cidade" em vez de "por hectare".

As microalgas são interessantes não apenas por sua produção "vertical". Diversas cepas ( Chlorella, Nannochloropsis, Arthrospira/"spirulina" ) fornecem de 50 a 70% de proteína na matéria seca, e ácidos graxos poli-insaturados, pigmentos e antioxidantes acompanham a proteína. Concentrados e isoladores proteicos podem ser obtidos dessa biomassa – "blocos de construção" para sistemas alimentares. Sua vantagem sobre muitas culturas terrestres é a flexibilidade de composição por meio do controle das condições de cultivo e a independência da sazonalidade: os lotes de produção são mais fáceis de padronizar.

Mas o "pó verde" não se transforma em "costeleta" por si só. As proteínas de algas têm um perfil específico de sabor e aroma (clorofilas, nota "marinha"), solubilidade e gelificação variáveis, e paredes celulares fortes dificultam a digestibilidade se não forem processadas corretamente. Daí a esteira tecnológica: fracionamento, branqueamento/desodorização, ajuste das propriedades funcionais (emulsificação, retenção de água, viscoelasticidade). Ao mesmo tempo, a secagem e a separação da biomassa devem ser feitas com eficiência energética, caso contrário, parte do ganho ambiental e de preço será perdido; adicione aqui a regulamentação de "novos alimentos" e a questão dos alérgenos – e fica claro por que o caminho do reator ao balcão é longo.

A chave para a experiência da "carne" é a estruturação. Os concentrados proteicos devem ser forçados a se auto-organizar em uma microestrutura fibrosa e em camadas que proporciona uma "mordida" elástica e retém sucos e gordura. Isso é alcançado por meio de campos de cisalhamento, extrusão, controle de separação de microfases e adição de lipídios/precursores aromáticos. Na prática, a proteína de algas é frequentemente misturada com proteína de soja: isso facilita a obtenção do perfil correto de aminoácidos, melhora a formação da textura e "reduz" o sabor das algas. A barreira final é o consumidor: precisamos de receitas de culinárias locais, degustações às cegas e rotulagem clara. É por isso que a ciência dos materiais e as ferramentas sensoriais são adicionadas aos algoritmos da química de alimentos: sem elas, a "carne de algas" continuará sendo uma demonstração em laboratório, não um produto que as pessoas comprarão uma segunda vez.

Por que microalgas?

• Proteína até a borda. Alguns tipos fornecem até 60-70% de proteína na matéria seca — comparável e até mais alto do que as fontes típicas.
• Formato urbano. Crescem em reatores, praticamente sem terra e com pequena pegada hídrica — conveniente para uma megacidade como Singapura.
• Processamento flexível. Frações proteicas são extraídas da biomassa, que podem ser usadas como "construtores" de textura.

O que a equipe de Guldin está fazendo?

O foco da pesquisa é como fazer com que as proteínas vegetais se comportem como "carne". A abordagem da ciência dos materiais é decisiva aqui: controlando a auto-organização dos filamentos proteicos e sua interação com água e gorduras, é possível montar a microestrutura desejada – estratificação, fibrosidade, elasticidade. É o caso quando a "física da matéria mole" funciona a gosto.

• Matérias-primas: uma mistura de microalgas e proteínas de soja - equilíbrio entre sabor, nutrição e preço.
• Processo: extração → seleção de condições de automontagem → testes de menta/mastigação e suculência → ajustes de receita.
• Local: consórcio TUMCREATE/Proteins4Singapore - uma ponte entre fundações e tecnologias alimentares para atender às necessidades da cidade-estado.

O que já está claro - e o que está retardando a "carne alternativa" nas algas

• Prós:
  • alta densidade proteica e perfil completo de aminoácidos em diversas espécies;
  • escalabilidade em sistemas fechados;
  • a perspectiva de reduzir as pegadas de carbono e hídrica.
• Desafios:
  • sabor e aroma (clorofilas, notas “marinhas”) requerem mascaramento e branqueamento de pigmentos;
  • propriedades funcionais (solubilidade, gelificação) variam entre as espécies e dependem do processamento;
  • economia e regulamentação: estabilidade das cadeias de fornecimento de culturas, padronização de concentrados proteicos.

Por que Singapura (e não só) precisa disto

Singapura importa mais de 90% dos seus alimentos e pretende produzir 30% deles localmente até 2030. Reatores compactos de microalgas + processamento de proteínas em produtos cárneos são uma forma de adicionar gramas de proteína por metro quadrado e reduzir a vulnerabilidade a choques de oferta. O mesmo se aplica a cidades com escassez de terra e água.

Como fazer um "pedaço de carne" com "mingau verde"

• Estrutura: controla a separação de microfases e a orientação das fibras de proteína (extrusão, campos de cisalhamento) - daí a fibrosidade e a "onda" quando mordidas.
• Suculência: encapsula gorduras, liga água com hidrocoloides - imitação do "suco de carne".
• Sabor: fermentação, seleção do perfil lipídico e precursores aromáticos - afastando-se da nota de "alga marinha" em direção ao "umami".

O que vem por aí para a Proteins4Singapore

• Do laboratório aos mini-workshops: estabilidade de lotes, prazo de validade, logística fria.
• Dietética e segurança: alérgenos de proteínas vegetais, digestibilidade, rotulagem.
• Testes de consumidor: degustações às cegas e pesquisa comportamental em culinárias asiáticas – O sabor importa.

Comentários do autor

O material soa pragmático, otimismo de "engenharia": as microalgas não são exóticas por pura propaganda, mas sim um verdadeiro construtor de produtos proteicos, se encararmos a tarefa com a perspectiva de um cientista de materiais. A chave não é apenas cultivar biomassa com 60-70% de proteína, mas ensinar as frações proteicas a se reunirem em uma microestrutura de "carne" e, ao mesmo tempo, manter o sabor, a suculência e o preço. Portanto, a aposta recai na dupla microalga + soja: a primeira tem densidade proteica e produção compacta, a segunda tem texturabilidade comprovada e um perfil de sabor "suave".

O autor enfatiza várias coisas importantes, muitas vezes “não ditas”:

• Textura e sensorialidade são mais importantes do que slogans. Uma pegada "verde" é um ponto positivo, mas as pessoas compram o que é agradável de mastigar e saboroso de comer. Daí a ênfase na automontagem de proteínas, fibras e retenção de gordura/suco.
• As funções são mais importantes que a taxonomia. Não é tão importante "que tipo de alga" quanto quais propriedades funcionais (solubilidade, gelificação, emulsificação) a fração proteica isolada fornece após o processamento.
• A mistura não é um compromisso, mas uma estratégia. A mistura de algas e proteínas de soja ajuda a cumprir três objetivos ao mesmo tempo: perfil de aminoácidos, eficácia tecnológica e neutralização de notas "marinhas".
• Lógica de produção urbana. Para Singapura e as megacidades, a chave é "proteína/m²" e independência sazonal: reatores fechados, cadeias de suprimentos curtas, estabilidade de lote.
• Economia e energia são o filtro da realidade. Desidratação/branqueamento baratos e a ampliação de minioficinas são gargalos; sem eles, a ecologia e o preço podem "evaporar" na fase de processamento.
• Regulamentação e confiança. "Novos alimentos" incluem padrões, alérgenos, rotulagem e testes de consumo, além de culinárias locais (não apenas "formato hambúrguer").

O que, segundo o autor, precisa acontecer para que a “carne de algas” passe de demonstrações para um produto de massa:

• Padronize concentrados de proteína (lote a lote por métricas funcionais, não apenas por % de proteína).
• Resolva com eficiência energética as etapas "sujas" - separação de água, desodorização/branqueamento - sem perder nutrientes.
• Lançar mini cadeias de produção na cidade: de reatores a linhas piloto de extrusão e logística de frio.
• Vincule receitas ao contexto da culinária (Ásia/Europa): aromas, gorduras, especiarias - para testes comportamentais reais.
• Calcule honestamente o LCA (carbono/água/energia) em escalas reais, não em gramas de laboratório.

A mensagem principal: proteína alternativa não é um único "superingrediente", mas uma combinação de ciência dos materiais e soluções alimentares. Microalgas proporcionam compactação e densidade proteica, a soja proporciona um "reforço" confiável da textura e uma engenharia competente transforma isso em um produto que você deseja comer uma segunda vez.

Conclusão

As microalgas não são uma fantasia futurista, mas uma plataforma tecnológica para cidades onde a terra é escassa e a proteína é necessária. O trabalho de Guldin e colegas mostra que, se você controlar a automontagem e a textura das proteínas, o concentrado "verde" realmente se transforma em um produto "carne" – e isso se encaixa logicamente na estratégia de sustentabilidade alimentar 30x30 de Singapura. Depois, vem a longa distância: aroma, custo, padrões e a preferência do consumidor.

Fonte: Christine Ro. Ingredientes crus: transformando proteína de algas em carne artificial. Nature, 18 de agosto de 2025; entrevista com S. Guldin (TUM/TUMCREATE, Proteins4Singapore). Contexto adicional: metas 30×30 e materiais sobre o Proteins4Singapore. doi: https://doi.org/10.1038/d41586-025-02622-7