Trung Quốc nghiên cứu công nghệ sản xuất protein từ than đá có tính khả thi cao

Theo thông tin từ tờ Bưu điện Hoa Nam Buổi sáng, đây là lần đầu tiên việc sản xuất protein từ than đá được xem xét về khả năng kinh tế. Điều này có ý nghĩa quan trọng đối với Trung Quốc, nơi đang phải đối mặt với tình trạng thiếu nguồn protein trầm trọng.

Dân số toàn cầu ngày càng tăng, và với nhu cầu thực phẩm không ngừng gia tăng, đặc biệt là nhu cầu về protein sử dụng trong thức ăn chăn nuôi, Trung Quốc đang cần phải đối phó với thách thức lớn về nguồn cung protein.

Mặc dù Trung Quốc dẫn đầu thế giới về nuôi lợn và thủy sản, nhưng nhiều năm nay, họ vẫn phải nhập khẩu đậu nành để làm thức ăn chăn nuôi, với lượng nhập khẩu hàng năm khoảng 100 triệu tấn và tỷ lệ phụ thuộc lên đậu nành là hơn 80%. Điều này tạo ra nhu cầu cấp thiết phải phát triển các phương pháp sản xuất protein chất lượng cao một cách nhanh chóng và hiệu quả.

Công nghệ sinh học tổng hợp là giải pháp tiềm năng, và một trong những phương pháp mới nhất là sử dụng metanol có nguồn gốc từ than đá để sản xuất protein. Điều này được nhóm nghiên cứu từ Viện Công nghệ sinh học công nghiệp Thiên Tân thuộc Viện Khoa học Trung Quốc (CAS) nghiên cứu và phát triển.

Giáo sư Wu Xin, người đứng đầu nhóm nghiên cứu chia sẻ, họ đã phát triển công nghệ sản xuất protein với chi phí thấp hơn so với quá trình tổng hợp protein truyền thống. Công trình nghiên cứu của họ đã được công bố trên tạp chí Biotechnology for Biofuels and Bioproducts vào ngày 17/11/2023.

“Với trữ lượng than đá toàn cầu khoảng 1,07 nghìn tỷ tấn, than có thể được chuyển đổi thành metanol thông qua quá trình khí hóa. Methanol trộn với nước mang lại hiệu quả cao trong quá trình lên men và không cần dùng thiết bị chuyên dụng,” ông Wu Xin nói.

Thực tế theo ông Wu “Nghiên cứu tổng hợp protein tế bào từ metanol bắt đầu vào những năm 1980, tập trung chủ yếu lựa chọn chủng nấm men và tối ưu hóa quy trình sản xuất. Tuy nhiên, do chi phí cao, các sản phẩm protein tổng hợp metanol không thể cạnh tranh với protein đậu nành và chưa được sản xuất trên quy mô lớn”.

Để giải quyết vấn đề, nhóm của ông đã thu thập hơn 20.000 mẫu men từ các vườn nho, rừng và vùng đầm lầy trên khắp Trung Quốc. Từ những mẫu đó, họ đã xác định được các chủng có khả năng sử dụng hiệu quả. Bằng cách loại bỏ các gen cụ thể trong chủng Pichia pastoris hoang dã, họ đã tạo ra một loại nấm men có năng lực chuyển hóa và chịu đựng metanol đáng kể. Kỹ thuật này đã thúc đẩy mục tiêu chuyển đổi metanol thành protein.

“Các nhà nghiên cứu đã thu được trọng lượng tế bào khô 120g/lít và hàm lượng protein thô 67,2% với Pichia pastoris. Hiệu suất chuyển đổi metanol thành protein đạt 92% giá trị lý thuyết”, báo cáo trên trang CAS cho biết.

Không chỉ mang lại hiệu suất cao, phương pháp này còn có ưu điểm không đòi hỏi đất canh tác, không bị ảnh hưởng bởi mùa vụ và khí hậu. Hàm lượng protein trong vi sinh vật dao động từ 40 đến 85%, cao hơn đáng kể so với thực vật tự nhiên.

Các nhà nghiên cứu cho rằng protein từ than đá có thể thay thế một phần bột cá, đậu nành, thịt và sữa bột gầy trong nhiều ứng dụng khác nhau. Điều này mở ra triển vọng mới cho việc giải quyết vấn đề nguồn cung protein và đồng thời giảm thiểu sự phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu nhập khẩu.

Không những vậy, protein vi khuẩn rất giàu dinh dưỡng và không có chất gây dị ứng như trong protein đậu nành, khiến chúng trở thành nguồn protein tuyệt vời.  

Trước đó, 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 có thể so sánh với bột cá, từ methanol. Sản phẩm này đã nhận được sự chấp thuận an toàn từ Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ (FDA).

Với sự nỗ lực của các nhà khoa học, mô hình sản xuất protein từ than đá hay những nghiên cứu sáng tạo tiếp đó sẽ sớm có thể được áp dụng toàn cầu, giúp đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về protein và giải quyết vấn đề lương thực toàn cầu một cách bền vững.

Duy Trinh (t/h)