تامین امنیت غذایی با فناوری تبدیل CO۲ به غذا

به گزارش خبرگزاری برای شما به نقل از IE این فرآیند زیستی پیشگامانه نه تنها برای امنیت غذایی نوید بخش است بلکه برای مقابله با چالش های زیست محیطی مرتبط با انتشار گاز های گلخانه ای نیز راه حل ارائه می دهد.

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 می شود.

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

سپس این استات به راکتور دوم منتقل می شود جایی که باکتری های هوازی از جنس آلکالیژنس پروتئین تک سلولی (SCP) تولید می کنند. 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 ویژگی های برجسته این پروتئین تک سلولی غلظت پروتئینی چشمگیر آن است که به ۷۴٪ می رسد و به طور قابل توجهی از منابع پروتئینی معمولی مانند پودر ماهی و سویا بیشتر است. این پروتئین با کیفیت بالا می تواند به عنوان یک افزودنی در خوراک دام استفاده شود و سلامت و بهره وری دام ها را بهبود بخشد.

علاوه بر این قابلیت استفاده برای مصرف انسانی تأثیر این تحقیق را گسترده تر می کند و یک منبع پروتئینی جایگزین را به بازار رو به رشد محصولات گیاهی ارائه می دهد.

مزایای زیست محیطی و آینده امنیت غذایی

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

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

این پژوهش پیامد های گسترده ای 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 می دهد و در عین حال از مدیریت محیط زیستی نیز حمایت می کند.

پیشبرد اقتصاد دایره ای کربن 

مجریان این پژوهش بر قابلیت این فرآیند زیستی برای پیشبرد اقتصاد دایره ای کربن تاکید دارند. این روش به جای تمرکز صرف بر کاهش انتشار CO۲ دی اکسید کربن را به منابع مفید تبدیل و آن را به بخش جدایی ناپذیری از سیستم های غذایی پایدار تبدیل می کند. با تلاش جوامع برای دستیابی به امنیت غذایی بلندمدت این فرآیند زیستی می تواند به یک فناوری پایه ای 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 گاز های گلخانه ای و فراهم آوری فرصت های جدید برای تولید غذا الگویی مطرح می کند که می تواند در صنایع مختلف به کار گرفته شود. این روش نه تنها نوید بخش تغذیه پایدار است بلکه راه حل های جامع محیط زیستی ارائه می کند که می توانند الهام بخش نوآوری های آینده باشند.

با تکامل این حوزه تحقیقات بیشتر می تواند سیستم های تولید پروتئین میکروبی را بهبود بخشد تا هم بازده و هم کیفیت افزایش یابد. بررسی فناوری های جدید مانند اصلاح نژاد انتخابی برای سویه های میکروبی با بازده بالا می تواند به روش های کارآمدتر تولید منجر شود. 

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

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