Vi khuẩn trong phân Kangaroo có thể làm giảm khí mê-tan từ bò
bởi Đại học Bang Washington
Ảnh: Pixabay/CC0
Phân của chuột túi con có thể giúp đưa ra một giải pháp khó có thể giải quyết vấn đề môi trường về khí mê-tan do bò sản xuất. Một nền văn hóa vi sinh vật được phát triển từ phân kangaroo đã ức chế sản xuất khí mê-tan trong mô phỏng dạ dày bò trong một nghiên cứu của Đại học Bang Washington.
Sau khi các nhà nghiên cứu bổ sung nền văn hóa kangaroo con và một chất ức chế mêtan đã biết vào dạ dày mô phỏng, nó tạo ra axit axetic thay vì khí mê-tan. Không giống như khí mê-tan mà gia súc thải ra khi bị đầy hơi, axit axetic có lợi cho bò vì nó hỗ trợ sự phát triển cơ bắp. Các nhà nghiên cứu đã xuất bản công trình của họ trên tạp chí Xúc tác sinh học và Công nghệ sinh học nông nghiệp.
Birgitte Ahring, tác giả tương ứng của bài báo và là giáo sư của Phòng thí nghiệm Sản phẩm sinh học, Khoa học và Kỹ thuật tại Đại học California, cho biết: "Khí thải khí mê-tan từ bò là nguyên nhân chính gây ra khí nhà kính, đồng thời, mọi người thích ăn thịt đỏ". Khuôn viên Tri-Cities của WSU. "Chúng ta phải tìm cách giảm thiểu vấn đề này."
Giảm lượng ợ hơi và xì hơi của khí thải khí mê-tan từ gia súc không phải là vấn đề đáng cười. Khí mê-tan là chất đóng góp khí nhà kính lớn thứ hai và có khả năng làm nóng bầu khí quyển mạnh hơn khoảng 30 lần so với carbon dioxide. Hơn một nửa lượng khí mê-tan thải vào khí quyển được cho là đến từ ngành nông nghiệp và động vật nhai lại, chẳng hạn như gia súc và dê, là những người đóng góp đáng kể nhất. Hơn nữa, quá trình sản xuất khí mê-tan cần tới 10% năng lượng của động vật.
Các nhà nghiên cứu đã cố gắng thay đổi chế độ ăn của bò cũng như cho chúng sử dụng các chất ức chế hóa học để ngăn chặn việc sản xuất khí mê-tan, nhưng vi khuẩn sản xuất khí mê-tan sớm trở nên kháng hóa chất. Họ cũng đã cố gắng phát triển vắc-xin, nhưng hệ vi sinh vật của bò phụ thuộc vào nơi nó ăn và có quá nhiều loại vi khuẩn sản sinh khí mê-tan trên toàn thế giới. Các biện pháp can thiệp cũng có thể ảnh hưởng tiêu cực đến các quá trình sinh học của động vật.
Các nhà nghiên cứu của WSU nghiên cứu quá trình lên men và yếm khí và trước đó đã thiết kế dạ cỏ nhân tạo, khoang dạ dày lớn nhất được tìm thấy ở động vật nhai lại, để mô phỏng quá trình tiêu hóa của bò. Ahring, đồng thời là giáo sư tại Trường Kỹ thuật Hóa học và Kỹ thuật Sinh học Gene và Linda Voiland, cũng như Kỹ thuật Hệ thống Sinh học, cho biết: Với nhiều enzym có khả năng phân hủy các vật liệu tự nhiên, dạ cỏ có "khả năng đáng kinh ngạc".
Tìm cách điều tra làm thế nào để vượt qua vi khuẩn sản xuất khí mê-tan trong lò phản ứng của họ, Ahring biết được rằng chuột túi có vi khuẩn sản xuất axit axetic, thay vì sản xuất khí mê-tan, ở ruột trước của chúng. Các sinh viên của cô đã lần theo dấu vết của một số con chuột túi, lấy mẫu và biết được rằng quá trình sản xuất axit axetic chuyên biệt chỉ xảy ra ở chuột túi con chứ không phải ở người lớn. Không thể tách riêng vi khuẩn cụ thể có thể tạo ra axit axetic, các nhà nghiên cứu đã sử dụng một nền văn hóa hỗn hợp ổn định được phát triển từ phân của kangaroo con.
Sau khi ban đầu khử vi khuẩn tạo khí mê-tan trong lò phản ứng của họ bằng một hóa chất chuyên dụng, vi khuẩn axit axetic có thể thay thế vi khuẩn tạo khí mê-tan trong vài tháng với tốc độ tăng trưởng tương tự như vi khuẩn tạo khí mê-tan.
Trong khi các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm hệ thống của họ trong dạ cỏ mô phỏng, họ hy vọng sẽ thử nghiệm nó trên những con bò thật trong tương lai.
"Đó là một nền văn hóa rất tốt. Tôi không nghi ngờ gì về điều đó đầy hứa hẹn," Ahring nói. "Có thể thực sự thú vị để xem liệu nền văn hóa đó có thể tồn tại trong một thời gian dài hay không, vì vậy chúng tôi chỉ cần thỉnh thoảng ức chế việc sản xuất khí mê-tan. Sau đó, nó thực sự có thể trở thành một thông lệ."
