China 'mengubah' arang batu menjadi protein.

[iklan_1]

Populasi global yang semakin meningkat telah menyebabkan peningkatan permintaan makanan yang berterusan, mengakibatkan peningkatan yang sepadan dalam keperluan protein dalam makanan haiwan. China, khususnya, sedang menghadapi kekurangan protein yang teruk.

Walaupun menjadi peneraju dunia dalam pengeluaran daging babi dan akuakultur selama bertahun-tahun, China masih sangat bergantung pada kacang soya yang diimport untuk makanan haiwan, dengan import tahunan sekitar 100 juta tan dan kadar pergantungan melebihi 80%.

Oleh itu, membangunkan kaedah untuk menghasilkan protein berkualiti tinggi dengan cepat dan cekap adalah penting. Dan penyelesaian yang paling menjanjikan terletak pada bioteknologi sintetik.

Terdapat beberapa laluan untuk mensintesis protein biologi. Yang paling mudah adalah menukar hasil sampingan daripada industri makanan dan pertanian , seperti likuor jagung, bijirin suling dan jerami, kepada produk protein bernilai lebih tinggi melalui transformasi mikrob.

Walau bagaimanapun, bekalan dan kualiti produk sampingan ini tidak konsisten, menyukarkan pengeluaran perindustrian.

Saintis Cina telah menemui kaedah berkos rendah untuk menukar arang batu kepada protein untuk digunakan dalam makanan haiwan. (Imej: Shutterstock)

Satu lagi pendekatan penting melibatkan proses penapaian industri menggunakan bahan kimia untuk menjana tenaga, menggunakan metanol, bahan yang diperoleh dengan murah daripada arang batu.

Inilah yang sedang dikaji oleh para saintis dari Institut Bioteknologi Perindustrian Tianjin di bawah Akademi Sains China (CAS), yang diketuai oleh Profesor Wu Xin.

“Arang batu, dengan rizab global kira-kira 107 trilion tan, boleh ditukar menjadi metanol melalui pengegasan arang batu. Metanol bercampur dengan baik dengan air, menawarkan kecekapan tinggi dalam penapaian berbanding gas dan menghapuskan keperluan untuk peralatan penapaian khusus,” tulis Profesor Wu dalam artikel yang diterbitkan dalam Buletin Sains China.

Pasukannya kini telah membangunkan teknologi untuk menghasilkan protein pada kos yang lebih rendah daripada biosintesis protein tradisional. Penemuan ini telah diterbitkan dalam jurnal antarabangsa Bioteknologi untuk Biobahan Api dan Bioproduk, yang telah dikaji semula oleh rakan sebaya pada 17 November 2023.

"Penyelidikan mengenai sintesis protein selular daripada metanol bermula pada tahun 1980-an, dengan tumpuan utama pada pemilihan strain dan pengoptimuman proses pengeluaran. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh kos yang tinggi, produk protein yang disintesis metanol tidak dapat bersaing dengan protein soya dan belum dihasilkan secara besar-besaran," Profesor Wu memperkenalkan dalam kertas kerja tersebut.

Untuk menyelesaikan masalah tersebut, pasukannya telah mengumpulkan lebih daripada 20,000 sampel yis dari ladang anggur, hutan dan paya di seluruh China. Daripada sampel tersebut, mereka mengenal pasti strain yang mampu menggunakan pelbagai gula dan alkohol sebagai sumber karbon dengan cekap, termasuk strain yis Pichia pastoris.

Seterusnya, dengan membuang gen tertentu dalam strain Pichia pastoris jenis liar, mereka mencipta strain yis dengan toleransi metanol dan meningkatkan kecekapan metabolik dengan ketara. Teknik ini telah banyak memajukan matlamat untuk menukar metanol kepada protein.

“Para penyelidik mencapai berat sel kering dan kandungan protein mentah masing-masing sebanyak 120 g/liter dan 67.2%, dengan Pichia pastoris yang diubah suai. Dan kecekapan penukaran metanol kepada protein mencapai 92% daripada nilai teori,” menurut laporan di laman web CAS.

Kadar penukaran yang tinggi menjadikan kaedah pengeluaran protein ini sangat menarik dari segi ekonomi.

Profesor Wu menyatakan dalam kertas kerja itu: “Ia tidak memerlukan tanah pertanian, tidak terjejas oleh musim dan iklim, dan beribu-ribu kali lebih cekap daripada kaedah penapaian tradisional. Tambahan pula, kandungan protein dalam mikroorganisma adalah antara 40 hingga 85%, jauh lebih tinggi daripada tumbuhan semula jadi.”

Protein ini juga mengandungi pelbagai jenis asid amino, vitamin, garam tak organik, lemak dan karbohidrat, yang membolehkannya menggantikan sebahagian daripada tepung ikan, soya, daging dan susu tepung skim dalam pelbagai aplikasi.

Pasukan penyelidikan telah memulakan penggunaan penyelidikan berskala perindustrian, menghasilkan beribu-ribu tan protein metanol untuk makanan haiwan. Rakan kongsi khusus belum didedahkan.

Protein mikrob sangat berkhasiat dan bebas daripada alergen yang terdapat dalam protein soya, menjadikannya sumber protein yang sangat baik. Walau bagaimanapun, hanya sebilangan kecil produk yang terdapat di pasaran pada masa ini.

Syarikat Amerika KnipBio menggunakan strain yang diubah suai secara genetik untuk menghasilkan KnipBio Meal, protein makanan berkualiti tinggi yang setanding dengan tepung ikan, daripada metanol. Produk ini mendapat kelulusan keselamatan daripada Pentadbiran Makanan dan Ubat-ubatan A.S. (FDA).

Hua Yu (Sumber: SCMP)

[iklan_2]
Sumber