Láng giềng Việt Nam làm điều không tưởng: Biến khí CO2 thành tinh bột, hé lộ tương lai không phụ thuộc ruộng đồng

Các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Sinh học Công nghiệp Thiên Tân (Trung Quốc) cho biết họ đã tìm ra cách tổng hợp tinh bột trực tiếp từ carbon dioxide (CO2). Quy trình mới – chỉ sử dụng enzyme và nguyên liệu thô – đạt năng suất cao gấp 10 lần so với các nỗ lực trước đó.

Đáng chú ý, phương pháp này không cần đến cây trồng hay quang hợp, mở ra khả năng sản xuất tinh bột nhân tạo ở quy mô công nghiệp với tính khả thi về mặt thương mại.

Tinh bột là nguyên liệu quan trọng, được sử dụng rộng rãi trong sản xuất chất tạo ngọt, chất làm đặc, cũng như giấy, dệt may, dược phẩm, chất kết dính và một số loại nhựa. Hiện nay, phần lớn tinh bột công nghiệp được sản xuất từ ngô – loại cây đòi hỏi diện tích đất lớn, tiêu tốn nhiều nước và phụ thuộc nặng nề vào phân bón cũng như thuốc bảo vệ thực vật.

Tinh bột từ phòng thí nghiệm

Việc sản xuất tinh bột từ ngô cũng gây áp lực lên quỹ đất nông nghiệp do cạnh tranh trực tiếp với đất trồng lương thực. Vì vậy, dù tinh bột tương đối rẻ, cái giá phải trả về môi trường không hề nhỏ.

Nhằm giảm bớt những đánh đổi này, nhóm nghiên cứu đã tìm cách sản xuất tinh bột tổng hợp ngay trong phòng thí nghiệm. Thay vì để cây trồng chuyển hóa CO2 thành ngô rồi mới chiết xuất tinh bột, họ quyết định “loại bỏ khâu trung gian” – tức là không cần đến thực vật.

Dù ý tưởng không hoàn toàn mới – nhóm đã công bố bước đột phá ban đầu từ năm 2021 – quy trình nay đã được cải tiến để nhanh và hiệu quả hơn gần 10 lần.

Theo mô tả, CO2 trước hết được chuyển hóa thành methanol nhờ một chất xúc tác hữu cơ. Sau đó, các enzyme tiếp tục biến methanol thành đường, rồi kết hợp các phân tử này để tạo ra tinh bột polymer. Toàn bộ quá trình gồm khoảng 11 bước để đi từ CO2 đến tinh bột hoàn chỉnh.

Sản phẩm cuối cùng, theo nhóm nghiên cứu, gần như tương đồng với tinh bột sản xuất truyền thống từ ngô.

Cải thiện gấp 10 lần

Điểm then chốt của công nghệ này là biến CO2 – một khí gây ô nhiễm – thành nguyên liệu đầu vào. Việc sử dụng enzyme cũng cho phép sản xuất tinh bột mà không cần đánh đổi đất canh tác.

Quy trình còn có thể được thực hiện trong điều kiện phòng thí nghiệm được kiểm soát chặt chẽ, giúp sản lượng ổn định và dễ dự đoán hơn.

Tuy nhiên, nhóm lưu ý rằng mức cải thiện “gấp 10 lần” không có nghĩa công nghệ này vượt trội hơn tự nhiên hay sản xuất tinh bột từ cây trồng. Con số này phản ánh bước tiến so với chính các nghiên cứu trước đó của họ.

Dù vậy, việc nâng cao hiệu quả đáng kể cho thấy công nghệ sản xuất tinh bột từ CO2 đang tiến thêm một bước quan trọng, tiến gần hơn tới khả năng trở thành giải pháp thay thế kinh tế cho tinh bột từ ngô trong tương lai.

Theo Interesting Engineering