Quy trình mới biến vi sinh vật thành bột protein để sử dụng như thực phẩm

Kết hợp năng lượng mặt trời và vi sinh vật có thể tạo ra lượng protein cao gấp 10 lần so với các loại cây trồng như đậu nành, theo một nghiên cứu mới.

Các nhà nghiên cứu cho biết, hệ thống sản xuất protein này sẽ tác động rất ít đến môi trường, trái ngược hoàn toàn với việc canh tác hay chăn nuôi truyền thống, thường thải ra một lượng lớn khí nhà kính cũng như gây ô nhiễm đất và nước.

Protein từ vi sinh vật

Quy trình mới, được công bố trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences của Mỹ, sử dụng điện từ các tấm năng lượng mặt trời và carbon dioxide từ không khí để tạo ra nguồn thức ăn cho vi sinh vật. Vi sinh vật này được nuôi trong các thùng phản ứng sinh học và sau đó được chế biến thành bột protein khô. Các nhà khoa học cho biết, quy trình này sử dụng đất, nước và phân bón một cách hiệu quả hơn so với nông nghiệp truyền thống, và có thể được triển khai ở bất cứ đâu, không chỉ ở những quốc gia có nhiều nắng hay đất màu mỡ.

An ninh lương thực là một vấn đề quan trọng đối với nhân loại trong những thập kỷ tới, với dân số toàn cầu ngày càng tăng và khoảng 800 triệu người hiện nay đang bị thiếu dinh dưỡng. Hơn nữa, khí thải từ sản xuất thực phẩm và chăn nuôi cũng là một vấn đề lớn cần giải quyết để hạn chế khủng hoảng khí hậu.

Vi sinh vật đã được sử dụng để làm ra nhiều loại thực phẩm thông thường, chẳng hạn như bánh mì, sữa chua, bia; và quy trình mới biến vi sinh vật thành bột protein để sử dụng như một thực phẩm hằng ngày. Nhưng một số ý kiến phản biện cho biết có thể sẽ khó thuyết phục người tiêu dùng chuyển đổi sang ăn protein vi sinh, và protein này có thể không hoàn chỉnh về mặt dinh dưỡng.

“Chúng tôi nghĩ rằng thực phẩm vi sinh rất có triển vọng và sẽ là một trong những đóng góp lớn để giải quyết cuộc khủng hoảng lương thực”, Dorian Leger, Viện Sinh lý thực vật phân tử Max Planck, Potsdam, Đức, tác giả của báo cáo về kỹ thuật vi sinh mới, cho biết, “nhưng khó biết được liệu nó có hấp dẫn người tiêu dùng hay không”.

Nhóm Leger tập trung tạo ra bột protein từ vi sinh vật giống như protein thường được chiết xuất từ đậu nành, vì đây là sản phẩm liên quan đến việc tàn phá rừng và là thức ăn chủ yếu cho động vật, nhưng “vi khuẩn rất linh hoạt, chúng có thể được điều chỉnh để tạo ra các sản phẩm khác nhau”, Leger nói.

Hiệu suất cao

Báo cáo của nhóm Leger cũng phát hiện ra rằng hệ thống vi sinh vật chỉ sử dụng 1% lượng nước cần thiết cho cây trồng và một phần nhỏ lượng phân bón.

Ước tính, quy trình phát triển vi sinh vật từ năng lượng mặt trời có thể tạo ra 15 tấn protein từ mỗi hecta trong một năm, đủ để nuôi 520 người. Trong khi đó, một hecta đậu nành chỉ có thể tạo ra 1,1 tấn protein, đủ cho 40 người. Ngay cả ở những quốc gia có mức độ ánh sáng mặt trời tương đối thấp như Anh, sản lượng protein vi sinh vật từ mỗi hecta lớn hơn ít nhất 5 lần so với thực vật.

Các nhà nghiên cứu cho biết protein vi sinh vật sẽ có giá tương đương với các loại protein hiện tại mà con người ăn, chẳng hạn như whey (sản phẩm phụ của sữa) hoặc đậu Hà Lan. Nhưng nếu dành cho động vật, thì nó đắt hơn nhiều lần so với thức ăn chăn nuôi hiện tại. Trong tương lai, những cải tiến công nghệ có thể sẽ giúp giảm giá thành.

Quy trình hiện đã hoàn thiện, nhưng Leger cho biết cần thử nghiệm ở quy mô lớn, đặc biệt là việc thu giữ CO2 quy mô lớn từ không khí, và đảm bảo rằng có thể tái sử dụng các tấm năng lượng mặt trời. Ngoài ra, “đối với thực phẩm dành cho người, cũng có rất nhiều quy định mà sản phẩm mới này cần đáp ứng”, Leger nói.

“Đây là một quy trình thực sự thú vị – tách sản xuất lương thực ra khỏi việc sử dụng đất, giúp tiết kiệm tài nguyên đất”, Pete Iannetta, Viện James Hutton, Scotland, cho biết. Nhưng Iannetta lưu ý, thực phẩm không chỉ bao gồm các chất dinh dưỡng chính, như protein và carbohydrate: “Có rất nhiều hợp chất phụ quan trọng cho sức khỏe của bạn”. Iannetta cũng đặt câu hỏi liệu thực phẩm vi sinh có được đón nhận rộng rãi hay không, “ví dụ, chúng tôi đã sử dụng tảo từ lâu như một nguồn thực phẩm tiềm năng, nhưng nó vẫn không được chấp nhận rộng rãi”.

Tiến sĩ Toby Mottram, chuyên gia tư vấn về công nghệ nông nghiệp, cho biết: “Cho đến khi quy trình này được thử nghiệm và tính giá thành, với một nhà máy quy mô thí điểm, bao gồm đánh giá vòng đời sản xuất [tấm năng lượng mặt trời], thì chưa thể nhận xét liệu nó có cải thiện hệ thống trồng trọt đã được duy trì từ hàng nghìn năm hay không”.