تامین امنیت غذایی با فناوری تبدیل CO۲ به غذا

به گزارش خبرگزاری آنا به نقل از IE، این فرآیند زیستی پیشگامانه نه تنها برای امنیت غذایی نوید بخش است بلکه برای مقابله با چالش‌های زیست محیطی مرتبط با انتشار گاز‌های گلخانه‌ای نیز راه حل ارائه می‌دهد.

این مطالعه توسط محققان دانشگاه «شی آن جیائوتونگ» و مؤسسه زیست فناوری صنعتی تیانجین که هر دو زیرمجموعه آکادمی علوم چین هستند انجام شده است. در این شیوه از فناوری زیستی پیشرفته برای تحول در تولید پروتئین استفاده می‌شود.

سیستم دو راکتوری برای تولید کارآمد پروتئین
 
کلید این فرآیند زیستی جدید، ایجاد یک سیستم دو راکتوری است که فرآیند‌های بی هوازی و هوازی را ادغام می‌کند. در مرحله اول، از سنتز الکتروشیمیایی میکروبی (MES) برای تبدیل CO۲ به استات که یک ماده واسطه ضروری است، استفاده می‌شود.

سپس این استات به راکتور دوم منتقل می‌شود، جایی که باکتری‌های هوازی از جنس آلکالیژنس، پروتئین تک سلولی (SCP) تولید می‌کنند. این سیستم بسیار کارآمد بوده و با تولید ۱۷.۴ گرم بر لیتر وزن خشک سلولی، نشان دهنده استفاده عالی از منابع است.

یکی از ویژگی‌های برجسته این پروتئین تک سلولی، غلظت پروتئینی چشمگیر آن است که به ۷۴٪ می‌رسد و به طور قابل توجهی از منابع پروتئینی معمولی مانند پودر ماهی و سویا بیشتر است. این پروتئین با کیفیت بالا می‌تواند به عنوان یک افزودنی در خوراک دام استفاده شود و سلامت و بهره وری دام‌ها را بهبود بخشد.

علاوه بر این، قابلیت استفاده برای مصرف انسانی، تأثیر این تحقیق را گسترده‌تر می‌کند و یک منبع پروتئینی جایگزین را به بازار رو به رشد محصولات گیاهی ارائه می‌دهد.

مزایای زیست محیطی و آینده امنیت غذایی

این فرآیند زیستی مزایای زیست محیطی متعددی به همراه دارد. در روش‌های رایج تولید پروتئین، تنظیم pH ضروری است و پساب تولید می‌شود؛ دو موردی که پرهزینه و مضر برای محیط زیست هستند. 

در مقابل، سیستم جدید این مشکلات را به کمترین میزان کاهش می‌دهد چرا که نیاز به تنظیم pH را کم و تولید پساب را محدود می‌کند. این ویژگی نه تنها سیستم را پایدارتر می‌کند، بلکه نشان می‌دهد چگونه می‌توان تولید غذا را با محیط سازگارتر کرد.

این پژوهش پیامد‌های گسترده‌ای دارد؛ با افزایش تقاضای جهانی برای غذا، به ویژه در شرایط تغییرات اقلیمی، توانایی تبدیل دی اکسید کربن به منابع ارزشمند انسانی، حیاتی است. این فرآیند زیستی راهی برای بازیابی کربن جو به شکل پروتئین با کیفیت بالا و همچنین یک راه حل پایدار برای گرسنگی جهانی ارائه می‌دهد و در عین حال از مدیریت محیط زیستی نیز حمایت می‌کند.

پیشبرد اقتصاد دایره‌ای کربن 

مجریان این پژوهش بر قابلیت این فرآیند زیستی برای پیشبرد اقتصاد دایره‌ای کربن تاکید دارند. این روش به جای تمرکز صرف بر کاهش انتشار CO۲، دی‌اکسید کربن را به منابع مفید تبدیل و آن را به بخش جدایی ناپذیری از سیستم‌های غذایی پایدار تبدیل می‌کند. با تلاش جوامع برای دستیابی به امنیت غذایی بلندمدت، این فرآیند زیستی می‌تواند به یک فناوری پایه‌ای برای تحقق این اهداف تبدیل شود. 

این رویکرد نوآورانه با اهداف جهانی، مانند آنچه در اهداف توسعه پایدار سازمان ملل متحد (SDGs) آمده، همسو است. این مطالعه، ضمن کاهش انتشار گاز‌های گلخانه‌ای و فراهم آوری فرصت‌های جدید برای تولید غذا، الگویی مطرح می‌کند که می‌تواند در صنایع مختلف به کار گرفته شود. این روش نه تنها نوید بخش تغذیه پایدار است بلکه راه حل‌های جامع محیط زیستی ارائه می‌کند که می‌توانند الهام بخش نوآوری‌های آینده باشند.

با تکامل این حوزه، تحقیقات بیشتر می‌تواند سیستم‌های تولید پروتئین میکروبی را بهبود بخشد تا هم بازده و هم کیفیت افزایش یابد. بررسی فناوری‌های جدید، مانند اصلاح نژاد انتخابی برای سویه‌های میکروبی با بازده بالا، می‌تواند به روش‌های کارآمدتر تولید منجر شود. 

این امر می‌تواند به تثبیت زنجیره‌های تأمین غذا، به ویژه در مناطقی که با کمبود مواد غذایی مواجه هستند، کمک کند. همچنین تولید محلی و مشارکت جامعه نیز می‌تواند نقش مهمی در ایجاد سیستم‌های غذایی پایدار و بهبود شرایط محیط زیستی و اجتماعی داشته باشد.

نتایج این تحقیقات درنشریه Environmental Science and Ecotechnology منتشر شده است.