Tinh bột là nguyên liệu thiết yếu cho mọi thứ trong cuộc sống của loài người, từ việc làm bánh mì cho đến sản xuất giấy và rất nhiều thứ khác thu được từ việc chúng ta sản xuất ra tinh bột. Các nhà khoa học ở Trung Quốc đã cố gắng thực hiện một bước quan trọng trong lĩnh vực này, phát triển một công nghệ mới có thể biến CO2 thành tinh bột theo với hiệu suất cao, có thể giúp tiết kiệm rất nhiều tài nguyên thiên nhiên khi hiện nay việc trồng cây sản xuất tinh bột đang sử dụng rất nhiều tài nguyên đất & nước.
![Lần đầu tiên trong lịch sử, loài người tổng hợp được tinh bột từ CO2, hiệu suất tăng hơn 8.5 lần]()
Với việc được sử dụng rộng rãi trong sản xuất thực phẩm, dệt may, dược phẩm và nhiều loại hàng hóa khác, nhu cầu về tinh bột trên toàn cầu hiện đang rất cao. Hiện tại, chúng ta đang sản xuất tinh bột và thương mại hoá nó bằng việc trồng cây lương thực (VD như bắp/ngô, lúa mì, lúa mạch, lúa nước…) trên quy mô công nghiệp để chúng quang hợp và tạo ra tinh bột. Nhưng quá trình này liên quan đến khoảng 60 phản ứng sinh hóa khác nhau, đòi hỏi một lượng lớn đất canh tác và nước ngọt để thực hiện, chưa kể phân bón, thuốc trừ sâu… nên hiệu suất cũng không quá cao mà lại hao tốn tài nguyên, ảnh hưởng lớn đến môi trường xung quanh.
![]()
Các nhà khoa học đã nghiên cứu để tìm kiếm một cách sản xuất tinh bột đơn giản hơn, giúp giảm bớt sự phụ thuộc vào trồng cây quy mô lớn và một bước đột phá lớn đã đến từ một nhóm nghiên cứu tại Học viện Khoa học Trung Quốc. Các nhà khoa học ở đây đã phát triển một phương pháp hoàn toàn mới để tổng hợp nhân tạo tinh bột từ CO2, và nó hiệu quả hơn nhiều lần so với quá trình diễn ra tự nhiên trong thực vật.
![]()
Các nhà khoa học đã đưa ra một giải pháp kết hợp, liên quan đến cái mà họ gọi là 'hệ thống enzyme hóa' và quá trình đồng hóa tinh bột nhân tạo. Cụ thể, CO2 đầu tiên bị khử thành methanol với sự trợ giúp của chất xúc tác hữu cơ. Sau đó, methanol chịu sự tác động của các enzyme đặc hữu để biến nó thành các đơn vị đường (Amylose), sau đó chúng sẽ tạo thành tinh bột cao phân tử (Amylopectin).
![]()
Toàn bộ quy trình này chỉ bao gồm 11 phản ứng hoá học cốt lõi, và tạo ra tinh bột từ CO2 với hiệu suất gấp 8.5 lần so với việc sản xuất tinh bột từ bắp/ngô. Theo các nhà khoa học, tinh bột tổng hợp thu được có cấu trúc tương tự như tinh bột tự nhiên và có thể được sản xuất bằng cách sử dụng ít tài nguyên hơn, với chi phí thấp hơn.
![]()
Cai Tao - Tác giả chính của nghiên cứu này cho biết: “Theo các thông số kỹ thuật hiện tại, sản lượng tinh bột tạo ra trong lò phản ứng sinh học có dung tích 1 mét khối này tương đương với sản lượng tinh bột tạo ra từ việc trồng 1/3 hecta bắp/ngô mà không tính đến năng lượng đầu vào.'
Nhóm nghiên cứu tin rằng bước đột phá này sẽ mang lại cơ sở khoa học mới cho các công nghệ sản xuất tinh bột công nghiệp từ CO2. Điều này không chỉ có thể tiết kiệm đất & nước mà còn có thể giúp tăng cường an ninh lương thực và giảm thiểu việc sử dụng thuốc trừ sâu & phân bón độc hại cho môi trường.
![]()
Yanhe - Một tác giả khác của nghiên cứu cho biết: “Nếu chi phí tổng thể của quá trình này có thể giảm xuống mức có thể so sánh được với việc làm nông nghiệp trong tương lai, thì dự kiến sẽ tiết kiệm hơn 90% diện tích đất canh tác và nguồn nước ngọt trên trái đất”.
Theo Phys.org
Với việc được sử dụng rộng rãi trong sản xuất thực phẩm, dệt may, dược phẩm và nhiều loại hàng hóa khác, nhu cầu về tinh bột trên toàn cầu hiện đang rất cao. Hiện tại, chúng ta đang sản xuất tinh bột và thương mại hoá nó bằng việc trồng cây lương thực (VD như bắp/ngô, lúa mì, lúa mạch, lúa nước…) trên quy mô công nghiệp để chúng quang hợp và tạo ra tinh bột. Nhưng quá trình này liên quan đến khoảng 60 phản ứng sinh hóa khác nhau, đòi hỏi một lượng lớn đất canh tác và nước ngọt để thực hiện, chưa kể phân bón, thuốc trừ sâu… nên hiệu suất cũng không quá cao mà lại hao tốn tài nguyên, ảnh hưởng lớn đến môi trường xung quanh.
Các nhà khoa học đã nghiên cứu để tìm kiếm một cách sản xuất tinh bột đơn giản hơn, giúp giảm bớt sự phụ thuộc vào trồng cây quy mô lớn và một bước đột phá lớn đã đến từ một nhóm nghiên cứu tại Học viện Khoa học Trung Quốc. Các nhà khoa học ở đây đã phát triển một phương pháp hoàn toàn mới để tổng hợp nhân tạo tinh bột từ CO2, và nó hiệu quả hơn nhiều lần so với quá trình diễn ra tự nhiên trong thực vật.
Các nhà khoa học đã đưa ra một giải pháp kết hợp, liên quan đến cái mà họ gọi là 'hệ thống enzyme hóa' và quá trình đồng hóa tinh bột nhân tạo. Cụ thể, CO2 đầu tiên bị khử thành methanol với sự trợ giúp của chất xúc tác hữu cơ. Sau đó, methanol chịu sự tác động của các enzyme đặc hữu để biến nó thành các đơn vị đường (Amylose), sau đó chúng sẽ tạo thành tinh bột cao phân tử (Amylopectin).
Toàn bộ quy trình này chỉ bao gồm 11 phản ứng hoá học cốt lõi, và tạo ra tinh bột từ CO2 với hiệu suất gấp 8.5 lần so với việc sản xuất tinh bột từ bắp/ngô. Theo các nhà khoa học, tinh bột tổng hợp thu được có cấu trúc tương tự như tinh bột tự nhiên và có thể được sản xuất bằng cách sử dụng ít tài nguyên hơn, với chi phí thấp hơn.
Cai Tao - Tác giả chính của nghiên cứu này cho biết: “Theo các thông số kỹ thuật hiện tại, sản lượng tinh bột tạo ra trong lò phản ứng sinh học có dung tích 1 mét khối này tương đương với sản lượng tinh bột tạo ra từ việc trồng 1/3 hecta bắp/ngô mà không tính đến năng lượng đầu vào.'
Nhóm nghiên cứu tin rằng bước đột phá này sẽ mang lại cơ sở khoa học mới cho các công nghệ sản xuất tinh bột công nghiệp từ CO2. Điều này không chỉ có thể tiết kiệm đất & nước mà còn có thể giúp tăng cường an ninh lương thực và giảm thiểu việc sử dụng thuốc trừ sâu & phân bón độc hại cho môi trường.
Yanhe - Một tác giả khác của nghiên cứu cho biết: “Nếu chi phí tổng thể của quá trình này có thể giảm xuống mức có thể so sánh được với việc làm nông nghiệp trong tương lai, thì dự kiến sẽ tiết kiệm hơn 90% diện tích đất canh tác và nguồn nước ngọt trên trái đất”.
Theo Phys.org
thiên nhiênnghiên cứukhoa họcvật liệuco2quang hợpkhoa học vật liệutinh bột
