Protein z CO2 bez polí: kde do toho vstupuje AI

V roce 2025 se potravinářství začíná dělit na dvě paralelní reality: jednu, která stále stojí na půdě, počasí a výnosech, a druhou, která posouvá výrobu základních živin do řízených provozů. Spolupráce globálního hráče ADM a startupu Air Protein na výrobě tzv. „bezzemkové“ bílkoviny z CO2 je přesně ten typ signálu, že alternativní proteiny už nejsou jen laboratorní kuriozita.

Tohle téma zapadá do naší série „Umělá inteligence v zemědělství a potravinářství“ z jednoho prostého důvodu: bez AI se podobné procesy nedají dlouhodobě řídit efektivně ani levně. Fermentace plynů je extrémně datově náročná disciplína – a kdo zvládne data, zvládne i cenu, kvalitu a škálování.

Co znamená „protein z CO2“ a proč ho řeší ADM

Protein z CO2 je mikrobiální biomasa vyrobená procesem, kdy jednobuněčné organismy přeměňují CO2 (a další vstupy) na bílkoviny. Někdy se tomu říká gas fermentation neboli fermentace plynů.

Partnerství ADM a Air Protein cílí na první komerční provoz ve velkém měřítku. To je důležité: v potravinářství se inovace nepočítá podle toho, jestli funguje v pilotu, ale jestli:

• udrží stabilní kvalitu šarže
• splní bezpečnost a legislativu
• vyjde ekonomicky i při kolísání cen energií
• zapadne do dodavatelských řetězců (ingredience, aplikace, receptury)

ADM má know-how v oblasti výživy, aplikací ingrediencí a průmyslového škálování. Air Protein přináší technologii, která se v základu opírá o výzkum z 60. let, kdy NASA hledala způsoby, jak vyrábět jídlo ve vesmíru. Dnes už nejde o kosmonauty – jde o odolnost potravinového systému.

Proč „bezzemkový“ protein není jen marketing

Odpojit část produkce bílkovin od orné půdy má tři praktické dopady:

1. Stabilita výroby: méně závislosti na suchu, škůdcích, erozích a geopolitice vstupů.
2. Úspora půdy a vody: půda se může vracet k produkci s vyšší přidanou hodnotou nebo k regeneraci.
3. Možnost lokální výroby: i regiony s omezenou ornou půdou mohou vyrábět protein jako surovinu.

Z mé zkušenosti z projektů kolem digitalizace výroby platí jednoduché pravidlo: když se výroba přesune do řízeného prostředí, roste význam algoritmů. A tady to platí dvojnásob.

Jak funguje fermentace plynů (a kde se to nejčastěji pokazí)

Fermentace plynů je bioproces, v němž mikroorganismy využívají plynné vstupy jako zdroj uhlíku a energie a budují z nich biomasu bohatou na bílkoviny. V praxi jde o kombinaci biologie a chemického inženýrství.

Zjednodušený tok procesu vypadá takto:

1. Přivedete CO2 (případně směs plynů dle konkrétního kmene a technologie)
2. V bioreaktoru udržujete optimální podmínky (teplota, pH, tlak, míchání, přenos plynů)
3. Mikroorganismy rostou a vytvářejí biomasu
4. Biomasu separujete, upravíte (sušení, texturace, chuťový profil) a použijete jako ingredienci

Největší technický problém: přenos plynů do kapaliny

Tahle část je pro ekonomiku zásadní. Plyn musíte „dostat“ k mikroorganismům v kapalině. Když je přenos plynů slabý, proces je pomalý, výtěžnost klesá a energie roste. V průmyslu to obvykle znamená:

• optimalizaci míchání a aerace
• řízení tlaku
• návrh reaktoru a bublinové distribuce

A přesně tady AI dává smysl: je to vícerozměrná optimalizační úloha s kompromisy (výnos vs. energie vs. stabilita vs. pěnění).

Proč bez AI nepůjde srazit cenu a udržet kvalitu

AI v potravinářské biotechnologii není o „hezkých dashboardech“. Je o tom, jestli se proces dá řídit tak, aby byl levný, stabilní a auditovatelný. U CO2 proteinu to znamená zejména čtyři oblasti.

1) Prediktivní řízení fermentace v reálném čase

V moderním provozu se sbírají data ze senzorů (pH, teplota, rozpuštěné plyny, tlak, průtoky, otáčky, turbidity, spektroskopie). AI modely (typicky kombinace mechanistických a datových) umí:

• předpovědět tempo růstu a vývoj biomasy
• odhalit odchylky dřív, než se projeví v kvalitě
• navrhnout zásah (úprava průtoků, míchání, dávkování živin)

Praktický přínos: méně zkažených šarží a vyšší využití zařízení. V komoditních ingrediencích je to rozdíl mezi „zajímavé“ a „životaschopné“.

2) Optimalizace výtěžnosti vs. energie

U podobných procesů se často ukáže nepříjemná pravda: „uděláme protein z CO2“ je jedna věc, ale „uděláme ho levně“ je věc druhá.

AI se tu používá jako optimalizační vrstva nad řízením procesu:

• minimalizace energetické náročnosti při udržení cílové produkce
• hledání optimálních parametrů pro konkrétní kmen a reaktor
• plánování výroby podle ceny energie (v EU je to reálně důležité)

3) Digitální dvojče provozu (digital twin)

Digitální dvojče je model, který simuluje chování technologie v čase. U fermentace plynů to umožní:

• testovat scénáře bez rizika (změna suroviny, jiný režim míchání)
• rychleji škálovat z pilotu do průmyslu
• školit obsluhu a zlepšit rozhodování směn

V roce 2025 už to není futurismus. Je to disciplína, která se v procesních odvětvích osvědčila.

4) Vývoj produktu: chuť, textura, použití v recepturách

I perfektně vyrobená bílkovina selže, pokud se špatně chová v receptuře. Tady se AI kombinuje s potravinářskou vědou:

• modelování funkčních vlastností (rozpustnost, gelace, emulgační schopnosti)
• rychlé prototypování směsí pro alternativy masa
• snížení „pachu“ nebo nežádoucích tónů pomocí optimalizace zpracování

Zjednodušeně: AI pomáhá dostat ingredienci z reaktoru do reálného jídla.

Co to znamená pro zemědělství: konkurence, nebo doplněk?

CO2 protein nebude „náhradou zemědělců“. Bude doplňkem tam, kde trh tlačí na stabilitu, cenu a uhlíkovou stopu. A především může odlehčit tlaku na půdu.

V evropském kontextu (a tím spíš v ČR) dává smysl uvažovat o těchto scénářích:

• Krmivářství: částečné nahrazení importovaných proteinových složek (záleží na legislativě a ceně).
• Ingredience pro potravináře: směsi do alternativ masa, proteinové nápoje, obohacování.
• Strategická odolnost: stabilní zdroj bílkovin v době výkyvů sklizní.

Moje pozice je jasná: kdo to bude stavět jako „buď pole, nebo bioreaktor“, ztratí čas. Rozumnější je ptát se: kde má bioreaktor ekonomiku a kde má ekonomiku pole.

Proč se mluví o závislosti na glukóze

V alternativních proteinech je častý vstup glukóza (cukr). To vytváří tlak na ceny a může to přenášet část zátěže zpět do zemědělství. Fermentace plynů slibuje odlišnou cestu: uhlík z CO2. Neznamená to nulové vstupy – pořád potřebujete energii a další živiny – ale mění to „bottleneck“.

Praktický checklist: jak poznat, že projekt dává smysl

Pokud jste z potravinářské firmy, agribusinessu, nebo investičního týmu, dá se rychle ověřit, jestli je CO2 protein relevantní pro vaše použití. Doporučuju projít tyto body:

1. Cílová aplikace: krmivo, ingredience, nebo finální produkt?
2. Požadavky na funkčnost: rozpustnost, chuť, barva, texturace.
3. Cena za kg proteinu: jaká je cílová hranice pro váš segment?
4. Energetická strategie: odkud bude energie a jaká je citlivost na cenu?
5. Data a řízení: máte architekturu pro sběr dat, řízení a audit?
6. Regulace a bezpečnost: jak dlouhá je cesta ke schválení a jaké testy budete potřebovat?

Jedna věta, která se vyplatí zapsat na začátek: „Bioproces bez datové disciplíny je loterie.“

Kam se to posune v roce 2026–2028

Nejbližší roky rozhodnou, jestli se CO2 protein prosadí jako běžná ingredience, nebo zůstane prémiovým doplňkem. Klíčové budou tři věci:

• škálování (komerční kapacity a spolehlivost)
• nákladovost (energie, údržba, výtěžnost)
• akceptace trhu (chuť, cena, „příběh“ produktu)

Partnerství s ADM je v tomhle směru zásadní signál: velcí hráči nevstupují do technologie jen pro PR. Vstupují, když vidí cestu k průmyslové výrobě.

Pro naši sérii o AI v zemědělství a potravinářství je to navíc ukázkový příklad, že AI už neřeší jen pole a sklizeň. Řeší i to, jak budou vypadat zdroje surovin v době klimatické nejistoty.

Pokud uvažujete, jak AI využít ve výrobě potravin (a ne jen v kanceláři), začněte u procesů, kde každá desetina procenta výtěžnosti dělá rozdíl. Fermentace plynů je přesně ten případ.

A teď ta podstatná otázka pro rok 2026: budeme CO2 dál vnímat jen jako problém, nebo jako surovinu, kterou umíme proměnit v jídlo ve velkém?