Một cánh đồng đậu nành ở Argentina. Nghiên cứu mới cho thấy một héc-ta trồng đậu nành có thể cung cấp protein cho 40 người. Trong khi đó, nếu sử dụng quy trình vi sinh vật kết hợp năng lượng mặt trời, lượng protein sản xuất trên mỗi héc-ta đủ cung cấp cho 520 người. Ảnh: Getty.
Kết hợp năng lượng mặt trời và vi sinh có thể tạo ra lượng protein cao gấp 10 lần so với các loại cây trồng như đậu nành, theo các tác giả của nghiên cứu mới.
Phân tích ước tính rằng quá trình vi sinh vật và năng lượng mặt trời kết hợp (năng lượng mặt trời + vi sinh vật + CO2 có sẵn trong không khí + lên men => protein) có thể tạo ra 15 tấn protein từ mỗi héc-ta một năm, đủ để nuôi 520 người. Trong khi đó, một héc-ta đậu nành chỉ có thể tạo ra 1,1 tấn protein, đủ cung cấp cho 40 người. Ngay cả ở những quốc gia có mức độ ánh sáng mặt trời tương đối thấp như Anh, sản lượng protein do vi sinh vật kết hợp với năng lượng mặt trời từ mỗi héc-ta cũng sẽ lớn hơn ít nhất 5 lần so với trồng cây truyền thống.
Theo nghiên cứu, hệ thống này sẽ sử dụng năng lượng từ các tấm pin mặt trời và CO2 lấy từ không khí (cung cấp năng lượng - PV) nuôi vi sinh vật đựng trong các thùng phản ứng sinh hóa, sau đó vi sinh vật sẽ được chế biến thành protein khô.
Quy trình này có thể được triển khai ở bất cứ đâu, không chỉ ở những quốc gia có ánh nắng mạnh, các nhà khoa học cho biết.
An ninh lương thực là vấn đề quan trọng đối với nhân loại trong những thập kỷ tới, bởi dân số toàn cầu ngày càng tăng, trong khi cây trồng nhiên liệu sinh học đang cạnh tranh giành đất với cây hoa màu. Khoảng 800 triệu người đã bị thiếu dinh dưỡng.
Tuy vậy, các nhà nghiên cứu khác ngần ngại khi cho rằng việc người tiêu dùng chuyển hướng sang ăn protein vi sinh vật có thể khó khăn và những thực phẩm như vậy có thể không hoàn chỉnh về mặt dinh dưỡng.
Dorian Leger, tại Viện Sinh lý thực vật phân tử Max Planck ở Potsdam, Đức, người dẫn đầu nghiên cứu nói trên, cho biết: “Chúng tôi nghĩ rằng thực phẩm vi sinh rất có triển vọng và sẽ là một trong những đóng góp lớn để giải quyết cuộc khủng hoảng lương thực tiềm ẩn”. Nhưng “thật khó để nói người tiêu dùng có nhanh chóng đón nhận nó hay không”.
Nhóm nghiên cứu mong muốn thực phẩm mới thay thế được đậu nành, loại cây trồng có liên quan đến việc tàn phá rừng và sản phẩm chủ yếu là thức ăn cho động vật. Leger nói: “Vi khuẩn rất linh hoạt, chúng có thể được điều chỉnh để phù hợp với các sản phẩm khác nhau”.
Hiện ít nhất có một chục công ty đã sản xuất thức ăn chăn nuôi từ vi sinh. Còn Solar Foods, có trụ sở tại Phần Lan, đang sử dụng năng lượng để tạo ra thức ăn cho con người.
Đánh giá mới, được công bố trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences của Hoa Kỳ, so sánh hiệu quả giữa nông nghiệp truyền thống và các hệ thống sản xuất vi sinh sử dụng năng lượng mặt trời.
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu về các công nghệ ngày nay để tính toán hiệu quả từng bước của quy trình, bao gồm thu giữ CO2 từ không khí và chế biến vi sinh vật thành thực phẩm mà mọi người có thể ăn.
Leger cho biết công nghệ sẽ được thử nghiệm ở quy mô lớn, đặc biệt là việc thu giữ CO2 từ không khí và đảm bảo rằng các tấm pin mặt trời đã qua sử dụng có thể được tái chế. Ông nói: “Đối với thực phẩm dành cho người, cũng có rất nhiều quy định cần được khắc phục".
Pete Iannetta, tại Viện James Hutton ở Scotland, cho biết: “Đó là một thử nghiệm thực sự thú vị - bạn đang tách sản xuất lương thực ra khỏi việc sử dụng đất, điều đó có nghĩa là bạn có thể có tất cả đất đai để phục hồi”.
Nhưng ông cho biết thực phẩm không chỉ có bao gồm các chất dinh dưỡng chính, như protein và carbohydrate: "Có rất nhiều hợp chất thứ cấp rất quan trọng cho sức khỏe của bạn".
Iannetta cũng đặt câu hỏi liệu thực phẩm vi sinh có trở thành xu hướng chủ đạo hay không: “Ví dụ, chúng tôi đã sử dụng tảo từ lâu như một nguồn thực phẩm tiềm năng, nhưng nó vẫn không được chấp nhận rộng rãi”.
Tiến sĩ Toby Mottram, chuyên gia tư vấn về công nghệ nông nghiệp, cho biết: “Cho đến khi mô hình được thử nghiệm và tính giá thành với một nhà máy quy mô thí điểm, bao gồm đánh giá vòng đời sản xuất [tấm pin năng lượng mặt trời], thật khó để nhận xét liệu nó có cải thiện hệ thống [trồng trọt] đã được duy trì trong hàng nghìn năm”.
