Đột phá mới trong phương pháp biến than đá thành protein

(Ngày Nay) - Khi nhu cầu về thức ăn chăn nuôi tiếp tục gia tăng trên toàn thế giới, các nhà nghiên cứu ở Trung Quốc đã phát triển phương pháp để tạo protein từ than đá vừa tiết kiệm chi phí vừa hiệu quả cao.
Công nhân làm việc tại mỏ than ở Trung Quốc. Ảnh: NBC.
Công nhân làm việc tại mỏ than ở Trung Quốc. Ảnh: NBC.

Đây là lần đầu tiên việc sản xuất protein từ than đá có tính khả thi về mặt kinh tế.

Với dân số toàn cầu ngày càng tăng, nhu cầu về thực phẩm cũng không ngừng đi lên, tỷ lệ thuận với nhu cầu về protein sử dụng trong thức ăn chăn nuôi. Đặc biệt, Trung Quốc đang phải đối mặt với tình trạng thiếu nguồn protein trầm trọng.

Mặc dù dẫn đầu thế giới về nuôi lợn và thủy sản, qua nhiều năm, Trung Quốc vẫn phụ thuộc 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 là hơn 80%. Do đó, 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 là công nghệ sinh học tổng hợp.

Có một số biện pháp để tổng hợp protein sinh học. Cách đơn giản nhất là chuyển đổi các phụ phẩm từ ngành thực phẩm và nông nghiệp, như rượu ngâm ngô (sản phẩm phụ của quá trình xay ướt ngô), ngũ cốc chưng cất và rơm rạ... thành protein có giá trị cao hơn thông qua quá trình biến đổi vi sinh vật. Tuy nhiên, những sản phẩm phụ này có nguồn cung và chất lượng không ổn định, gây khó khăn cho sản xuất quy mô công nghiệp.

Một phương pháp khác lại liên quan đến quá trình lên men công nghiệp sử dụng hóa chất tạo ra năng lượng. Ví dụ là sử dụng metanol có nguồn gốc từ than đá làm nguyên liệu thô. Đây là những gì 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 dẫn đầu, đang nghiên cứu.

Ông Wu Xin đã viết bài đăng trên tạp chí China Science Bulletin trong đó có nội dung: “Với trữ lượng 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”.

Nhóm của ông Wu Xin đã phát triển được công nghệ sản xuất protein rẻ hơn so với quá trình tổng hợp protein truyền thống. Phát hiện này đã được công bố trên tạp chí bình duyệt khoa học Biotechnology for Biofuels and Bioproducts vào ngày 17/11/2023.

“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”, ông Wu đề cập.

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.

Và bằng cách loại bỏ các gien 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. Tỷ lệ chuyển đổi cao khiến phương pháp sản xuất protein này rất hấp dẫn về mặt kinh tế.

Ông Wu cho biết trong nó không đòi hỏi đất canh tác, không bị ảnh hưởng bởi mùa vụ và khí hậu. 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 sinh vật này cũng chứa đầy đủ các axit amin, vitamin, muối vô cơ, chất béo và carbohydrate, tạo điều kiện để chúng thay thế một phần bột cá, đậu nành, thịt và sữa bột gầy trong nhiều ứng dụng khác nhau.

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.

OpenAI phát hiện thêm vụ xâm nhập hệ thống Chính phủ Australia
OpenAI phát hiện thêm vụ xâm nhập hệ thống Chính phủ Australia
(Ngày Nay) - Công ty công nghệ OpenAI của Mỹ vừa thông báo phát hiện thêm một vụ xâm nhập trái phép vào hệ thống của một cơ quan chính phủ tại Australia, đánh dấu lỗ hổng an ninh mạng nghiêm trọng thứ hai được xác nhận chỉ trong vòng vài tuần qua.
Nghệ thuật năm châu hội tụ tại Hoàng thành Thăng Long
Nghệ thuật năm châu hội tụ tại Hoàng thành Thăng Long
(Ngày Nay) - Trong không gian di sản Hoàng thành Thăng Long, tối 2/10 những làn điệu cải lương, chèo, dân ca cùng âm nhạc đến từ nhiều quốc gia đã tạo nên một bức tranh nghệ thuật đa sắc màu. Qua chuỗi chương trình “Hòa nhạc Năm Châu”, nghệ thuật hiện diện gần gũi với cộng đồng, để người dân và du khách trực tiếp thưởng thức, giao lưu và cảm nhận những giá trị văn hóa của Việt Nam và thế giới.
Xác định các điểm nguy cơ, phòng chống sốt xuất huyết trong mùa mưa
Xác định các điểm nguy cơ, phòng chống sốt xuất huyết trong mùa mưa
(Ngày Nay) - Chiều 2/10, Trung tâm Kiểm soát bệnh tật thành phố Đà Nẵng cho biết, đến ngày 1/10/2026, toàn thành phố ghi nhận 4.251 trường hợp mắc sốt xuất huyết Dengue (tăng 2,4 lần so với cùng kỳ năm 2025); 283 ổ dịch (tăng 3,9 lần). Ngành Y tế cảnh báo nguy cơ dịch tiếp tục gia tăng trong mùa mưa nếu các biện pháp phòng, chống không được triển khai quyết liệt.
Chính thức khởi động Festival Piano Talent mùa thứ Tư
Chính thức khởi động Festival Piano Talent mùa thứ Tư
(Ngày Nay) - Sáng ngày 2/10, tại Hà Nội, cuộc thi Vietnam International Piano Talent Competition 2027 - Tài năng Piano Quốc tế Việt Nam 2027 đã chính thức được khởi động. Cuộc thi do Viện Phát triển Giáo dục và Văn hóa Việt Nam tổ chức, dưới sự bảo trợ của Liên hiệp các Hội UNESCO Việt Nam cùng sự phối hợp của PIARA Nhật Bản. 
Ban Chủ trì họp báo giới thiệu Tuần Sân khấu Việt Nam tại Pháp 2026.
Sân khấu mở lối đưa văn hóa Việt đến công chúng quốc tế
(Ngày Nay) - Tuần Sân khấu Việt Nam tại Pháp lần đầu tiên được tổ chức tại Paris, quy tụ nhiều loại hình nghệ thuật từ rối nước, kịch nói, múa đương đại đến tuồng, chèo, cải lương. Không chỉ giới thiệu di sản, chương trình hướng tới tạo không gian để nghệ sĩ Việt Nam và Pháp gặp gỡ, đối thoại và đồng sáng tạo.
Cảnh báo rủi ro pháp lý từ các tác nhân AI tự hành
Cảnh báo rủi ro pháp lý từ các tác nhân AI tự hành
(Ngày Nay) - Công ty khởi nghiệp trí tuệ nhân tạo (AI) Anthropic vừa đưa ra cảnh báo về nguy cơ phải đối mặt với những khiếu nại pháp lý phức tạp từ khách hàng và người dùng liên quan đến hành vi của các tác nhân AI tự hành mất kiểm soát.