Các nhà nghiên cứu Trung Quốc đã phát hiện ra một phương pháp đột phá để sản xuất protein bằng metanol có nguồn gốc từ than, vừa rẻ vừa hiệu quả cao.
Dân số toàn cầu ngày càng tăng khiến nhu cầu về thực phẩm không ngừng tăng cao kéo theo nhu cầu về protein sử dụng trong thức ăn chăn nuôi cũng tăng theo. Đặc biệt, Trung Quốc đang phải đối mặt với tình trạng thiếu nguồn protein trầm trọng.
Mặc dù dẫn đầu thế giới về chăn nuôi lợn và nuôi trồng thủy sản trong nhiều năm, Trung Quốc vẫn phụ thuộc nhiều vào đậu nành nhập khẩu làm thức ăn chăn nuôi, với lượng nhập khẩu hàng năm khoảng 100 triệu tấn và tỷ lệ phụ thuộc cao. vượt quá 80%.
Vì vậy, việc phát triển các phương pháp sản xuất protein chất lượng cao nhanh chóng, hiệu quả là rất quan trọng. Và giải pháp hứa hẹn nhất nằm ở công nghệ sinh học tổng hợp.
Có một số con đường để tổng hợp protein sinh học. Cách đơn giản nhất là chuyển đổi các sản phẩm phụ từ ngành công nghiệp thực phẩm và nông nghiệp, chẳng hạn như rượu ngô, ngũ cốc chưng cất và rơm rạ, thành các sản phẩm protein có giá trị cao hơn thông qua quá trình biến đổi vi sinh vật.
Các nhà khoa học Trung Quốc đã tìm ra phương pháp chi phí thấp để biến than thành protein để sử dụng làm thức ăn chăn nuôi. (Ảnh: Shutterstock)
Tuy nhiên, các sản phẩm phụ này có nguồn cung và chất lượng không ổn định, gây khó khăn cho sản xuất công nghiệp.
Một cách tiếp cận đáng chú ý khác liên quan đến quá trình lên men công nghiệp với các hóa chất tạo ra năng lượng, sử dụng metanol, chất có nguồn gốc rẻ tiền từ than đá.
Đây là điều mà các nhà khoa học từ Viện Công nghệ sinh học công nghiệp Thiên Tân thuộc Viện Khoa học Trung Quốc (CAS), do Giáo sư Wu Xin đứng đầu, đang nghiên cứu.
“Than đá, với trữ lượng toàn cầu khoảng 107.000 tỷ tấn, có thể chuyển hóa thành metanol thông qua quá trình khí hóa than. Metanol hòa trộn tốt với nước, mang lại hiệu quả lên men cao so với khí và không cần sử dụng thiết bị lên men chuyên dụng.”Giáo sư Wu đã viết trong một bài báo đăng trên tạp chí China Science Bulletin.
Nhóm của ông hiện đã phát triển công nghệ sản xuất protein rẻ hơn so với quá trình sinh tổng hợp protein truyền thống. Những phát hiện này đã được công bố trên tạp chí quốc tế Công nghệ sinh học cho nhiên liệu sinh học và sản phẩm sinh học được bình duyệt vào ngày 17 tháng 11 năm 2023.
“Nghiên cứu tổng hợp protein tế bào từ metanol bắt đầu từ những năm 1980, tập trung chủ yếu vào việc lựa chọn chủng và tối ưu hóa quy trình sản xuất. Tuy nhiên, do giá thành cao nên sản phẩm tổng hợp protein metanol không thể cạnh tranh với protein đậu nành và chưa được sản xuất trên quy mô lớn”.Giáo sư Wu giới thiệu trong bài viết.
Để giải quyết vấn đề, nhóm của ông đã thu thập hơn 20.000 mẫu men từ các vườn nho, rừng và vùng đất ngập nước trên khắp Trung Quốc. Từ những mẫu đó, họ đã xác định được các chủng có khả năng sử dụng hiệu quả các loại đường và rượu khác nhau làm nguồn carbon, trong đó có chủng nấm men Pichia pastoris.
Sau đó, bằng cách loại bỏ các gen cụ thể trong chủng Pichia pastoris hoang dã, họ đã tạo ra một loại nấm men có khả năng chịu được metanol và nâng cao đáng kể hiệu quả trao đổi chất. Kỹ thuật này đã nâng cao đáng kể mục tiêu chuyển đổi metanol thành protein.
“Các nhà nghiên cứu đã đạt được trọng lượng tế bào khô và hàm lượng protein thô lần lượt là 120g/lít và 67,2% với Pichia pastoris cải tiến của họ. Và hiệu suất chuyển hóa metanol thành protein đạt 92% giá trị lý thuyết.”báo cáo trên trang CAS cho biết.
Tỷ lệ chuyển đổi cao làm cho phương pháp sản xuất protein này rất hấp dẫn về mặt kinh tế.
Giáo sư Wu nói trong bài báo: “Nó không cần đất canh tác, không bị ảnh hưởng bởi mùa vụ và khí hậu và hiệu quả gấp hàng nghìn lần so với các phương pháp lên men truyền thống. Hơn nữa, hàm lượng protein trong vi sinh vật dao động từ 40 đến 85%, cao hơn đáng kể so với thực vật tự nhiên”.
Những protein này cũng chứa đầy đủ các axit amin, vitamin, muối vô cơ, chất béo và carbohydrate, cho phép chúng thay thế một phần bột cá, đậu nành, thịt và sữa bột gầy trong nhiều ứng dụng.
Nhóm nghiên cứu đã bắt đầu triển khai nghiên cứu ở quy mô công nghiệp, sản xuất hàng nghìn tấn protein metanol cho chăn nuôi. Đối tác cụ thể không được tiết lộ.
Protein vi khuẩn rất bổ dưỡng và không chứa chất gây dị ứng như protein đậu nành, khiến chúng trở thành nguồn protein tuyệt vời. Tuy nhiên, hiện nay trên thị trường chỉ có một số sản phẩm.
Công ty KnipBio của Mỹ đã sử dụng các chủng biến đổi gen để sản xuất KnipBio Meal, một loại protein thức ăn chất lượng cao tương đương với bột cá, từ metanol. Sản phẩm này đã nhận được sự chấp thuận an toàn từ Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA).
(Nguồn: SCMP)
Nhớ để nguồn: Các nhà khoa học Trung Quốc “biến” than thành protein tại thtrangdai.edu.vn
Chuyên mục: Blog
