Tiongkok 'mengubah' batu bara menjadi protein

[iklan_1]

Pertumbuhan populasi global telah menyebabkan peningkatan permintaan pangan yang berkelanjutan, yang berdampak pada peningkatan permintaan protein untuk pakan ternak. Khususnya, Tiongkok sedang menghadapi kekurangan sumber protein yang serius.

Meskipun menjadi pemimpin dunia dalam produksi babi dan akuakultur selama bertahun-tahun, Tiongkok masih sangat bergantung pada kedelai impor untuk pakan ternak, dengan impor tahunan sekitar 100 juta ton dan rasio ketergantungan melebihi 80%.

Oleh karena itu, mengembangkan metode untuk menghasilkan protein berkualitas tinggi dengan cepat dan efisien sangatlah penting. Dan solusi yang paling menjanjikan terletak pada biologi sintetis.

Ada beberapa cara untuk mencapai sintesis bioprotein. Cara paling sederhana adalah dengan mengubah produk sampingan dari industri pangan dan pertanian , seperti ampas jagung, biji-bijian hasil penyulingan, dan jerami padi, menjadi produk protein bernilai lebih tinggi melalui transformasi mikroba.

Namun, pasokan dan kualitas produk sampingan ini tidak stabil, sehingga membuat produksi industri menjadi sulit.

Ilmuwan Tiongkok telah menemukan cara berbiaya rendah untuk mengubah batu bara menjadi protein untuk pakan ternak. (Foto: Shutterstock)

Pendekatan penting lainnya yang melibatkan fermentasi industri menggunakan bahan kimia penghasil energi adalah penggunaan metanol, yang diperoleh dengan harga murah dari batu bara.

Inilah yang sedang diteliti para ilmuwan dari Institut Bioteknologi Industri Tianjin, Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok (CAS), yang dipimpin oleh Profesor Wu Xin.

"Batubara, dengan cadangan global sekitar 107 triliun ton, dapat dikonversi menjadi metanol melalui gasifikasi batubara. Metanol dapat bercampur dengan baik dengan air, lebih efisien dalam fermentasi dibandingkan gas, dan tidak memerlukan peralatan fermentasi khusus," tulis Profesor Wu dalam sebuah artikel yang diterbitkan di China Science Bulletin.

Timnya kini telah mengembangkan teknologi untuk memproduksi protein yang lebih murah daripada biosintesis protein tradisional. Temuan ini dipublikasikan dalam jurnal internasional peer-review Biotechnology for Biofuels and Bioproducts pada 17 November 2023.

"Penelitian tentang sintesis protein sel dari metanol dimulai pada tahun 1980-an, terutama berfokus pada pemilihan galur dan optimasi proses. Namun, karena biaya yang tinggi, produk protein yang disintesis dari metanol tidak dapat bersaing dengan protein kedelai dan belum diproduksi dalam skala besar," Profesor Wu menjelaskan dalam artikel tersebut.

Untuk mengatasi masalah ini, timnya mengumpulkan lebih dari 20.000 sampel ragi dari kebun anggur, hutan, dan lahan basah di seluruh Tiongkok. Dari sampel-sampel tersebut, mereka mengidentifikasi galur-galur yang mampu menggunakan berbagai gula dan alkohol secara efisien sebagai sumber karbon, termasuk galur ragi Pichia pastoris.

Kemudian, dengan menonaktifkan gen-gen spesifik pada galur liar Pichia pastoris, mereka menciptakan ragi yang toleran terhadap metanol dan meningkatkan efisiensi metabolisme secara signifikan. Teknik ini sangat memajukan tujuan konversi metanol menjadi protein.

Para peneliti mencapai berat sel kering dan kandungan protein kasar masing-masing sebesar 120 g/liter dan 67,2% dengan Pichia pastoris yang dimodifikasi. Efisiensi konversi metanol menjadi protein mencapai 92% dari nilai teoritis, demikian menurut laporan CAS.

Tingkat konversi yang tinggi membuat metode produksi protein ini sangat menarik secara ekonomi.

"Proses ini tidak membutuhkan lahan subur, tidak terpengaruh musim dan iklim, dan ribuan kali lebih efisien daripada metode fermentasi tradisional. Selain itu, kandungan protein mikroorganisme berkisar antara 40 hingga 85 persen, yang jauh lebih tinggi daripada kandungan protein tumbuhan alami," ujar Profesor Wu dalam makalah tersebut.

Protein ini juga kaya akan asam amino, vitamin, garam anorganik, lemak dan karbohidrat, yang memungkinkannya menggantikan sebagian tepung ikan, kedelai, daging dan susu skim bubuk dalam berbagai aplikasi.

Tim ini telah memulai penerapan riset skala industri, menghasilkan ribuan ton protein metanol untuk pakan ternak. Mitra spesifiknya tidak diungkapkan.

Protein mikroba sangat bergizi dan bebas dari alergen yang terdapat pada protein kedelai, menjadikannya sumber protein yang sangat baik. Namun, saat ini hanya ada sedikit produk yang tersedia di pasaran.

Perusahaan AS KnipBio telah menggunakan galur hasil rekayasa genetika untuk memproduksi KnipBio Meal, protein pakan berkualitas tinggi yang setara dengan tepung ikan, dari metanol. Produk ini telah menerima persetujuan keamanan dari Badan Pengawas Obat dan Makanan AS (FDA).

Komentar (0)