Vừa qua, Viện Nghiên cứu Bông (thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nông nghiệp Trung Quốc) thông báo, nhóm nghiên cứu do Tiến sĩ Lí Phúc Quang đứng đầu đã thành công trong việc chuyển hóa rơm bông thành protein vi sinh vật.
Dự án này mở ra một hướng đi mới trong việc tận dụng giá trị cao của rơm bông và phát triển nguồn protein cho thức ăn chăn nuôi. Kết quả nghiên cứu này đã được công bố trên Tạp chí Công nghệ Tài nguyên sinh học.
Theo thống kê từ Cục Thú y (Bộ Nông nghiệp và Nông thôn Trung Quốc), năm 2023, lượng thức ăn chăn nuôi chiếm 53% tổng lượng ngũ cốc tiêu thụ trong cả nước, nhưng nguồn protein phục vụ ngành chăn nuôi lại thiếu hụt nghiêm trọng. Vì vậy, chuyển hóa nguồn rơm rạ nông nghiệp phong phú thành protein trong thức ăn chăn nuôi được xem là giải pháp khả thi để giải quyết vấn đề này.
Bông là cây trồng quan trọng của Trung Quốc với diện tích trồng hơn 3 triệu ha mỗi năm. Sinh khối bông chủ yếu gồm sợi bông, hạt bông và rơm bông, trong đó rơm bông chiếm tỷ lệ lớn nhất. Dự kiến, sản lượng sợi bông của Trung Quốc năm 2024 sẽ đạt 6,164 triệu tấn, dẫn đến lượng rơm bông sẽ đạt khoảng 30 triệu tấn. Tuy nhiên, bà con nông dân chủ yếu xử lý rơm bông bằng cách đốt hoặc trả lại đất, gây lãng phí nguồn tài nguyên này.
Chuyển hoá rơm bông thành nguồn protein thức ăn chăn nuôi giúp tận dụng toàn bộ giá trị của cây bông và bảo vệ môi trường (Ảnh minh hoạ).
Theo Tiến sĩ Lí Phúc Quang, so với các loại rơm của cây trồng khác thuộc họ lúa, rơm bông có độ gỗ hóa cao hơn, khiến việc chuyển hóa và sử dụng trở nên khó khăn.
"Thành tế bào của rơm bông có đến 65-85% là chất cellulose và hemicellulose. Sau khi thủy phân, chúng sẽ biến thành glucose và xylose. Hầu hết vi sinh vật có thể sử dụng glucose để chuyển hóa thành nhiều sản phẩm có giá trị gia tăng cao, tuy nhiên vi sinh vật có khả năng sử dụng xylose lại khá hiếm. Vì vậy, việc tìm ra các chủng vi sinh vật có thể sử dụng hiệu quả cả glucose và xylose chính là yếu tố quyết định để chuyển hóa rơm bông thành công", Tiến sĩ Quang cho biết.
Nhóm nghiên cứu tại Viện Nghiên cứu Bông đã tiến hành phân tích đặc điểm cấu trúc thành tế bào ở các bộ phận khác nhau của rơm bông, từ đó đánh giá tiềm năng sử dụng rơm bông như một nguyên liệu sinh khối. Nghiên cứu này đã mở ra cơ hội mới cho việc tận dụng rơm bông như một nguồn nguyên liệu giá trị.
Để thực hiện chuyển hóa rơm bông, nhóm nghiên cứu đã lựa chọn và thử nghiệm nhiều chủng vi sinh vật, trong đó có một loại nấm men đặc biệt có thể sử dụng hiệu quả cả glucose và xylose để tổng hợp protein. Qua quá trình lên men, vi sinh vật đã chuyển hóa dịch thủy phân từ rơm bông thành protein vi sinh vật, đạt khoảng 5,74 gram protein mỗi lít dịch lên men, với hàm lượng axit amin cao. Ước tính mỗi tấn rơm bông có thể tạo ra khoảng 84kg protein vi sinh thô và 36kg carbohydrate.
Với công nghệ này, mỗi năm Trung Quốc có thể chuyển hóa khoảng 2,5 triệu tấn rơm bông thành protein vi sinh và 1 triệu tấn carbohydrate. Phần còn lại có thể tiếp tục được chuyển hóa thành chất trong phân bón, giúp tận dụng toàn bộ thành phần của rơm bông, nâng cao giá trị kinh tế và bảo vệ môi trường.
"Việc áp dụng công nghệ chuyển hóa sinh học này không chỉ giúp tạo ra nguồn protein thức ăn chăn nuôi dồi dào, mà còn góp phần thúc đẩy sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp bông tại Trung Quốc", ông Tôn Thành Cửu, chuyên gia nghiên cứu của dự án khẳng định.
