Các bác khoa học Trung Quốc vừa làm được chuyện nghe có vẻ như... phim viễn tưởng: biến khí CO2 thành tinh bột luôn, không cần trồng trọt gì hết!
Team nghiên cứu tại Viện Công nghệ Sinh học Công nghiệp Thiên Tân (Trung Quốc) vừa thả "bom tấn" trong làng công nghệ sinh học khi công bố thành công quy trình tổng hợp tinh bột trực tiếp từ carbon dioxide (CO2). Nghe xịn chưa? Không cần cây trồng, không cần quang hợp, chỉ cần CO2 là ra tinh bột ngon lành!
Để các bạn hình dung, tinh bột là nguyên liệu "vàng" của vô số ngành công nghiệp đấy: từ đồ ăn, thuốc men cho đến giấy, vải, keo dán, nhựa và đủ thứ hóa chất khác. Nói chung là thiếu nó thì... gg luôn!
Hiện giờ, phần lớn tinh bột công nghiệp trên thế giới được làm ra từ ngô. Nhưng vấn đề là trồng ngô thì... cực kỳ tốn kém: cần đất rộng, nước nhiều, phân bón đủ loại, thuốc trừ sâu nữa. Mở rộng diện tích trồng ngô không chỉ "ăn" luôn đất đai, nước ngọt mà còn "đấu đá" với việc trồng lương thực, hệ lụy môi trường thì đừng hỏi
Chính vì thế, nhóm nghiên cứu ở Thiên Tân đã nghĩ ra một cách chơi khác hẳn: bỏ luôn cái "khâu trung gian" là cây trồng, thay vào đó biến CO2 – loại khí gây ô nhiễm mà ai cũng muốn đẩy ra xa – thành tinh bột ngay trong phòng lab. Thật ra từ năm 2021 các bác đã bắt đầu làm công nghệ này rồi, nhưng trong nghiên cứu mới nhất, họ đã "buff" quy trình lên gần 10 lần về tốc độ và hiệu suất luôn á!
Quy trình nghe qua thì cũng khá "hardcore": đầu tiên biến CO2 thành methanol nhờ chất xúc tác hữu cơ. Sau đó, methanol lại được chuyển thành đường qua một loạt phản ứng dùng enzyme. Cuối cùng, các phân tử đường này được "nối" lại với nhau tạo thành tinh bột polymer. Cả thảy khoảng 11 bước từ CO2 đến tinh bột hoàn chỉnh. Điểm mạnh là sản phẩm ra lò gần như giống hệt tinh bột ngô truyền thống cả về cấu trúc lẫn tính chất nha!
Ông Yanhe Ma, nhà vi sinh vật học tại Viện Công nghệ Sinh học Công nghiệp Thiên Tân, có lần nhận định rằng nếu trong tương lai chi phí của quy trình này giảm xuống được mức cạnh tranh với canh tác nông nghiệp, thì công nghệ này có thể giúp tiết kiệm hơn 90% diện tích đất canh tác và lượng nước ngọt dùng để sản xuất tinh bột đấy! Nghe mà sốc visual
Theo nhóm nghiên cứu, bước cải tiến mới chủ yếu nhờ vào việc phát triển và tối ưu các loại enzyme chuyên dụng, giúp giảm chi phí năng lượng và tăng hiệu suất phản ứng lên trông thấy. Hơn nữa, sản xuất trong điều kiện phòng lab cho phép kiểm soát tốt hơn các yếu tố đầu vào, sản lượng ổn định và dễ dự báo hơn hẳn so với việc trồng trọt phụ thuộc vào thời tiết, mùa vụ kiểu truyền thống.
Tuy nhiên, các nhà khoa học cũng nhấn mạnh rằng việc cải thiện "gấp 10 lần" không có nghĩa là quy trình này đã "xịn" hơn tự nhiên trong việc tạo ra tinh bột đâu nhé. Con số này chỉ phản ánh sự tiến bộ so với các nghiên cứu trước đây, cho thấy công nghệ đang tiến gần hơn đến ngưỡng có thể ứng dụng rộng rãi và cạnh tranh về kinh tế thôi. Nếu được thương mại hóa thành công, đây có thể là một hướng đi mới trong việc kết hợp công nghệ sinh học với mục tiêu giảm phát thải carbon và sử dụng hiệu quả tài nguyên toàn cầu
Nguồn: soha.vn
Team nghiên cứu tại Viện Công nghệ Sinh học Công nghiệp Thiên Tân (Trung Quốc) vừa thả "bom tấn" trong làng công nghệ sinh học khi công bố thành công quy trình tổng hợp tinh bột trực tiếp từ carbon dioxide (CO2). Nghe xịn chưa? Không cần cây trồng, không cần quang hợp, chỉ cần CO2 là ra tinh bột ngon lành!
Để các bạn hình dung, tinh bột là nguyên liệu "vàng" của vô số ngành công nghiệp đấy: từ đồ ăn, thuốc men cho đến giấy, vải, keo dán, nhựa và đủ thứ hóa chất khác. Nói chung là thiếu nó thì... gg luôn!
Hiện giờ, phần lớn tinh bột công nghiệp trên thế giới được làm ra từ ngô. Nhưng vấn đề là trồng ngô thì... cực kỳ tốn kém: cần đất rộng, nước nhiều, phân bón đủ loại, thuốc trừ sâu nữa. Mở rộng diện tích trồng ngô không chỉ "ăn" luôn đất đai, nước ngọt mà còn "đấu đá" với việc trồng lương thực, hệ lụy môi trường thì đừng hỏi
Chính vì thế, nhóm nghiên cứu ở Thiên Tân đã nghĩ ra một cách chơi khác hẳn: bỏ luôn cái "khâu trung gian" là cây trồng, thay vào đó biến CO2 – loại khí gây ô nhiễm mà ai cũng muốn đẩy ra xa – thành tinh bột ngay trong phòng lab. Thật ra từ năm 2021 các bác đã bắt đầu làm công nghệ này rồi, nhưng trong nghiên cứu mới nhất, họ đã "buff" quy trình lên gần 10 lần về tốc độ và hiệu suất luôn á!
Quy trình nghe qua thì cũng khá "hardcore": đầu tiên biến CO2 thành methanol nhờ chất xúc tác hữu cơ. Sau đó, methanol lại được chuyển thành đường qua một loạt phản ứng dùng enzyme. Cuối cùng, các phân tử đường này được "nối" lại với nhau tạo thành tinh bột polymer. Cả thảy khoảng 11 bước từ CO2 đến tinh bột hoàn chỉnh. Điểm mạnh là sản phẩm ra lò gần như giống hệt tinh bột ngô truyền thống cả về cấu trúc lẫn tính chất nha!
Ông Yanhe Ma, nhà vi sinh vật học tại Viện Công nghệ Sinh học Công nghiệp Thiên Tân, có lần nhận định rằng nếu trong tương lai chi phí của quy trình này giảm xuống được mức cạnh tranh với canh tác nông nghiệp, thì công nghệ này có thể giúp tiết kiệm hơn 90% diện tích đất canh tác và lượng nước ngọt dùng để sản xuất tinh bột đấy! Nghe mà sốc visual
Theo nhóm nghiên cứu, bước cải tiến mới chủ yếu nhờ vào việc phát triển và tối ưu các loại enzyme chuyên dụng, giúp giảm chi phí năng lượng và tăng hiệu suất phản ứng lên trông thấy. Hơn nữa, sản xuất trong điều kiện phòng lab cho phép kiểm soát tốt hơn các yếu tố đầu vào, sản lượng ổn định và dễ dự báo hơn hẳn so với việc trồng trọt phụ thuộc vào thời tiết, mùa vụ kiểu truyền thống.
Tuy nhiên, các nhà khoa học cũng nhấn mạnh rằng việc cải thiện "gấp 10 lần" không có nghĩa là quy trình này đã "xịn" hơn tự nhiên trong việc tạo ra tinh bột đâu nhé. Con số này chỉ phản ánh sự tiến bộ so với các nghiên cứu trước đây, cho thấy công nghệ đang tiến gần hơn đến ngưỡng có thể ứng dụng rộng rãi và cạnh tranh về kinh tế thôi. Nếu được thương mại hóa thành công, đây có thể là một hướng đi mới trong việc kết hợp công nghệ sinh học với mục tiêu giảm phát thải carbon và sử dụng hiệu quả tài nguyên toàn cầu
Nguồn: soha.vn