Thứ sáu, 29/03/2024 | 13:43

Thứ sáu, 29/03/2024 | 13:43

Kiến thức khoa học

Cập nhật 09:27 ngày 07/09/2020

Sản xuất protein bằng phương pháp điện hóa và công nghệ sinh học

Protein là nguồn cung cấp dinh dưỡng không thể thiếu cho con người. Các nguồn phổ biến nhất là thịt, các sản phẩm động vật như sữa và trứng, và cả thực vật. Tuy nhiên để tạo ra protein, như chăn nuôi lấy thịt, lại đòi hỏi nhiều tài nguyên và tác động không nhỏ tới môi trường.
Mới đây, Tạp chí Phys đã công bố một nghiên cứu có thể tạo ra protein từ hệ thống điện hóa và công nghệ sinh học với mức tiêu thụ năng lượng tương đối thấp. Nghiên cứu được thực hiện bởi nhóm nghiên cứu đến từ Đại học Tübingen do giáo sư Lars Angenent đứng đầu.
Theo giáo sư Lars Angenent mục đích của nghiên cứu là tìm hướng đi rẻ và bền vững cho ngành sản xuất protein để nó trở nên khả thi với tất cả các nước trên thế giới, đặc biệt là những nước nghèo, với chi phí môi trường tối thiểu nhất.
Mục đích của nghiên cứu là tìm hướng đi rẻ và bền vững cho sản xuất protein để nó trở nên khả thi với tất cả các nước trên thế giới với chi phí môi trường tối thiểu nhất.
Các sinh vật đa năng
Protein chủ yếu bao gồm các nguyên tố cacbon, oxy, hydro và nitơ. Tuy nhiên, bản thân cơ thể con người không thể hình thành tất cả các thành phần protein từ các hợp chất đơn giản, vì vậy chúng ta phải đưa chúng vào thức ăn của mình. Quá trình tổng hợp hóa học sẽ rất phức tạp. Tuy nhiên, có những vi sinh vật đơn bào tự nhiên tạo ra lượng protein cao với thành phần bổ dưỡng cho con người, đặc biệt là nấm men và nấm. 
Giáo sư Angenent cho biết nhóm của ông đã liên kết các quá trình điện hóa và sinh học theo những cách khác nhau để chuyển đổi năng lượng thành protein. Đồng thời, nhóm nghiên cứu cũng trú trọng tới các quy trình không yêu cầu năng lượng ánh sáng hoặc liên quan đến vi khuẩn biến đổi gen. Ví dụ, năng lượng từ điện có thể được điện hóa để tách nước thành hydro và oxy. Sau đó, một số vi khuẩn có thể oxy hóa hydro thành nước và sử dụng năng lượng được giải phóng để chuyển carbon dioxide và amoniac thành các chất hữu cơ khác tạo thành khối protein. Một số nguồn sản xuất protein, như nấm men và một số nấm, có thể được tiêu thụ trực tiếp.
Các ý tưởng và phương pháp tiếp cận
Từ những năm 1960, các nhà nghiên cứu đã nghĩ về cách sản xuất protein ở dạng carbon dioxide và amoniac từ ​​chất bài tiết của con người. Theo giáo sư Angenent những ý tưởng bắt nguồn từ khái niệm tạo ra một vòng sản xuất - tái chế kín với quy mô nhỏ trong quá trình con người thực hiện một sứ mệnh không gian. 
Việc tìm hướng đi cho các sản phẩm protein thay thế thịt là một trong những trải nghiệm công nghiệp đầu tiên về sản xuất protein từ các chất đơn và năng lượng.
Theo giáo sư Angenent, ý tưởng này có tính khả thi cao. "Chúng tôi đã thử nghiệm các ý tưởng và phương pháp tiếp cận để phát triển và nhận thấy tiềm năng to lớn của chúng. Theo một nghiên cứu, chỉ cần khoảng 2,5% tổng năng lượng để cung cấp protein cho dân số toàn cầu bằng phương pháp chuyển hóa năng lượng", ông cho biết. 
Tuy nhiên, để hiện thực hóa điều này đòi hỏi phải suy nghĩ lại triệt để về các quy trình sản xuất. Chẳng hạn, cần tạo ra nhiều năng lượng tái tạo và cơ sở hạ tầng để thu giữ và lưu trữ carbon dioxide, loại khí được coi là một chất thải độc hại. Thêm vào đó, nông dân cần được củng cố nguồn vốn và kinh nghiệm sản xuất để tập trung vào các sản phẩm khác như lương thực, rau, trái cây, các sản phẩm thay thế protein khác và học cách quản lý thiên nhiên hiệu quả hơn.
Hương Tràm biên dịch
(Theo Tạp chí Phys.org)
Tổng số lượt truy cập :
  • 1
  • 0
  • 3
  • 8
  • 5
  • 0
  • 5
  • 4
lên đầu trang