Các nhà khoc học tại Viện Hàn lâm khoa học Trung quốc đã đưa ra một phương pháp cải tiến để chuyển đổi CO2 và điện thành protein đơn bào (SCP). Quy trình sinh học đột phá này không chỉ hứa hẹn vấn đề về an ninh lương thực mà còn giải quyết các thách thức môi trường liên quan đến khí nhà kính. Nghiên cứu này tận dụng công nghệ sinh học tiên tiến để cách mạng hóa sản xuất protein.

Hệ thống lò phản ứng kép sản xuất protein hiệu quả

Chìa khóa của quy trình sinh học mới này là tạo ra hệ thống lò phản ứng kép tích hợp các quy trình kỵ khí và hiếu khí. Trong giai đoạn đầu tiên, quá trình điện tổng hợp vi khuẩn (MES) được sử dụng để chuyển đổi CO2 thành axetat, chất trung gian thiết yếu. Sau đó, axetat được đưa vào lò phản ứng thứ hai, nơi vi khuẩn hiếu khí từ vi khuẩn Alcaligenes sản xuất SCP. Hệ thống đã được chứng minh có hiệu quả cao, tạo ra 17,4 g/L trọng lượng tế bào khô, và khả năng sử dụng tài nguyên tuyệt vời.

Một trong những đặc điểm nổi bật của SCP này là hàm lượng protein đạt 74%, vượt trội hơn nhiều so với các nguồn protein thông thường như bột cá và đậu nành. Protein chất lượng cao này có thể được sử dụng làm chất phụ gia trong thức ăn chăn nuôi để cải thiện sức khỏe và năng suất của vật nuôi.

Ngoài ra, tiềm năng được tiêu thụ bởi con người làm gia tăng mạnh mẽ hơn tác động của nghiên cứu này thông qua cung cấp một nguồn protein thay thế trong thị trường dựa vào thực vật đang phát triển.

Lợi ích môi trường và tương lai của an ninh lương thực

Quy trình sinh học mới mang lại nhiều lợi ích môi trường. Các phương pháp sản xuất protein truyền thống thường đòi hỏi phải điều chỉnh độ pH và tạo ra nước thải, gây tốn kém chi phí và có hại cho môi trường. Ngược lại, hệ thống mới giảm thiểu những vấn đề này nên bền vững và thân thiện hơn với môi trường.

Quy trình sinh học sản xuất protein cũng giúp tái chế carbon trong khí quyển thành protein chất lượng cao, cung cấp giải pháp bền vững cho nạn đói toàn cầu, đồng thời thúc đẩy quản lý môi trường.

Các tác giả nhấn mạnh tiềm năng của quy trình sản xuất protein mới trong việc thúc đẩy nền kinh tế carbon tuần hoàn. Thay vì chỉ tập trung vào việc giảm phát thải CO2, phương pháp mới biến CO2 thành các nguồn tài nguyên hữu ích, biến nó thành một phần không thể thiếu của các hệ thống thực phẩm bền vững. Cách tiếp cận sáng tạo này phù hợp với các mục tiêu toàn cầu như Mục tiêu phát triển bền vững của Liên hợp quốc (SDG).

N.P.D (NASATI), theo Interestingengineering. 2/2025