دانشمندان چینی CO2 را به غذای مقوی با ۷۴٪ پروتئین تبدیل می کنند

مطالعه‌ای پیشگام روش نوآورانه‌ای را برای تبدیل دی‌اکسید کربن (CO2) و برق به پروتئین تک‌سلولی (SCP) رونمایی کرده است. این فرآیند بیوپروسس انقلابی نه تنها برای امنیت غذایی بلکه برای مواجهه با چالش‌های محیط‌زیستی مرتبط با انتشار گازهای گلخانه‌ای امیدبخش است. این مطالعه توسط پژوهشگران دانشگاه شی‌آن جیاتونگ و مؤسسه فناوری زیستی صنعتی تیانجین، با همکاری همدیگر در آکادمی علوم چین صورت گرفته است و از پیشرفته‌ترین فناوری‌های زیست‌فناوری برای یک انقلاب در تولید پروتئین بهره می‌برد. کلید این فرآیند بیوپروسس جدید ایجاد سیستمی دوگانه از راکتورهاست که فرآیندهای بی‌هوازی و هوازی را ادغام می‌کند. در فاز اول، میکروب‌سنتز برقی (MES) برای تبدیل CO2 به استات، که یک واسطه ضروری است، استفاده می‌شود. سپس این استات به راکتور دوم وارد می‌شود، جایی که باکتری‌های هوازی از رده Alcaligenes، SCP تولید می‌کنند. سیستم به قدر بالایی کارآمد ثابت شده است، و 17.4 گرم در لیتر وزن خشک سلول‌ها را می‌دهد و نشان‌دهنده بهره‌برداری عالی از منابع است. یکی از ویژگی‌های برجسته این SCP، غلظت پروتئینی ۷۴٪ آن است که بطور قابل توجهی از منابع پروتئینی متداولی مثل غذای ماهی و سویا پیشی می‌گیرد. این پروتئین با کیفیت بالا می‌تواند به عنوان یک افزودنی در خوراک حیوانات استفاده شود، که سلامت و بهره‌وری دام‌ها را بهبود می‌بخشد. علاوه بر این، پتانسیل مصرف انسانی تاثیر این پژوهش را گسترش می‌دهد، که یک منبع پروتئینی جایگزین در بازار در حال رشد پایه گیاهی ارائه می‌دهد. این بیوپروسس مزایای محیط‌زیستی متعددی به همراه دارد. روش‌های سنتی تولید پروتئین معمولاً به تنظیمات pH نیاز دارند و پساب تولید می‌کنند، که هر دو پرهزینه و مضر برای محیط‌زیست هستند. برخلاف این، سیستم جدید این مسائل را با کاهش نیاز به تنظیمات pH و محدود کردن تولید پساب به حداقل می‌رساند. این نه تنها سیستم را پایدارتر می‌کند بلکه نشان می‌دهد که چگونه می‌توان تولید غذا را محیط‌زیست‌دوستانه‌تر کرد. ابعاد گسترده این پژوهش عمیق است. با افزایش تقاضای جهانی برای غذا، به ویژه در زمینه تغییرات اقلیمی، توانایی تبدیل CO2، که یک گاز گلخانه‌ای اصلی است، به منابع با ارزش انسانی حیاتی است. این بیوپروسس روشی برای بازیافت کربن جوی به پروتئین با کیفیت بالا ارائه می‌دهد و راه‌حلی پایدار برای گرسنگی جهانی در حالی که موجب استفاده از منابع طبیعی می‌شود، ارائه می‌دهد. پروتئین تولید شده از طریق این روش غنی از اسید آمینه‌های ضروری است، که آن را به غذایی بسیار مغذی هم برای حیوانات و هم انسان‌ها تبدیل می‌کند. با رشد علاقه به تغذیه پایدار در جهان، این پژوهش نشان می‌دهد که چگونه می‌توان منابع غیر استفاده شده مانند CO2 را به منابع غذایی حیاتی تبدیل کرد. این تغییر نه تنها به مقابله با چالش‌های اقلیمی می‌پردازد بلکه بازنگری در نحوه مشاهده و استفاده از بایومس در تولید غذا را نیز تعریف می‌کند. نویسندگان مطالعه بر پتانسیل این بیوپروسس برای تحریک اقتصاد دایره‌ای کربن تأکید می‌کنند. به جای تمرکز صرف بر کاهش انتشار CO2، این روش دی‌اکسید کربن را به منابع مفید تبدیل می‌کند و بخش جدایی‌ناپذیری از سیستم‌های غذایی پایدار می‌سازد. همانطور که جوامع به سمت امنیت غذایی بلندمدت حرکت می‌کنند، این بیوپروسس می‌تواند تبدیل به یک فناوری پایه برای دستیابی به این اهداف شود. این رویکرد نوآورانه با اهداف جهانی مطابقت دارد، مانند اهداف توسعه پایدار سازمان ملل (SDG). با کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای در حین ایجاد فرصت‌های جدید تولید غذا، این پژوهش مدلی ارائه می‌دهد که می‌تواند در صنایع مختلف اعمال شود. این وعده نه تنها تغذیه پایدار بلکه راه‌حل‌های محیط زیستی کلی ارائه می‌دهد که می‌تواند نوآوری‌های آینده را تحریک کند. هر چه این حوزه بیشتر تکامل پیدا کند، تحقیقات بیشتر می‌تواند سیستم‌های تولید پروتئین میکروبی را برای افزایش هم بازده و هم کیفیت بهبود بخشد. کشف فناوری‌های جدید، مانند پرورش انتخابی برای سویه‌های میکروبی با بازده بالا، می‌تواند به روش‌های تولید حتی مؤثرتری منجر شود. این می‌تواند به تثبیت زنجیره‌های تأمین مواد غذایی، به‌ویژه در مناطقی که با کمبود غذا مواجه هستند، کمک کند. علاوه بر این، عملیات محلی می‌تواند تشویق به مشارکت جامعه و آموزش درباره پایداری، توانمندسازی مصرف‌کنندگان و ترویج تغییر مثبت در بازارها کند. این مطالعه در مجله 'علوم محیطی و اکو تکنولوژی' منتشر شده است.