Vi tảo có thể giúp duy trì dân số ngày càng tăng của chúng ta tốt hơn các hệ thống nông nghiệp hiện tại

Vi tảo có thể giúp duy trì dân số ngày càng tăng của chúng ta tốt hơn các hệ thống nông nghiệp hiện tại

    Vi tảo có thể giúp duy trì dân số ngày càng tăng của chúng ta tốt hơn các hệ thống nông nghiệp hiện tại

    Microalgae growing in a test tube, resting in a beaker.

    Tảo. Đó là những gì cho bữa tối.

    Biến thể này của khẩu hiệu quảng cáo mang tính biểu tượng của Hoa Kỳ từ ngành công nghiệp thịt bò nghe có vẻ buồn cười, nhưng không đùa được rằng hệ thống nông nghiệp hiện tại là nguồn phát thải khí nhà kính và ô nhiễm môi trường chính. Ngược lại, khủng hoảng khí hậu và suy thoái hệ sinh thái đe dọa an ninh lương thực lâu dài cho hàng tỷ người trên thế giới.

    Các nhà nghiên cứu tại Đại học California, San Diego (UCSD), tin rằng tảo có thể là một loại siêu thực phẩm mới nhờ hàm lượng dinh dưỡng và protein cao. Họ đưa ra trường hợp của mình trong một bài báo được xuất bản gần đây trên tạp chí Frontiers in Nutrition xem xét các tài liệu khoa học hiện tại về vi tảo, một thuật ngữ chung cho hàng ngàn loài tảo cực nhỏ và các sinh vật quang hợp khác như vi khuẩn lam được tìm thấy trong các môi trường nước khác nhau.

    Nguồn thức ăn hiệu quả hơn


    Đánh giá nêu bật các công nghệ hiện tại để phát triển và nuôi trồng vi tảo thương mại, cũng như những thách thức về khoa học và kinh tế đối với việc mở rộng quy mô sản xuất. Mặc dù đã được nghiên cứu từ lâu như một nguồn nhiên liệu sinh học nhờ hàm lượng lipid hoặc chất béo cao, nhưng tảo cũng đang thu hút sự quan tâm của các nhà nghiên cứu vì tiềm năng trở thành nguồn thực phẩm hiệu quả hơn.

    “Nhiều người trong chúng ta đã biết tiềm năng làm thực phẩm của tảo trong nhiều năm và đã nghiên cứu nó như một nguồn thực phẩm, nhưng giờ đây, với biến đổi khí hậu, nạn phá rừng và dân số tám tỷ người, hầu hết mọi người đều nhận ra rằng thế giới chỉ đơn giản là đồng tác giả Tiến sĩ Stephen Mayfield, giáo sư sinh học tại UCSD và là giám đốc Trung tâm Công nghệ Sinh học Tảo California cho biết, phải trở nên hiệu quả hơn trong sản xuất protein.


    Chẳng hạn, một nghiên cứu năm 2014 được Mayfield và nhóm của ông trích dẫn trong bài báo hiện tại đã phát hiện ra rằng tảo có thể tạo ra sinh khối hữu ích gấp 167 lần so với ngô hàng năm trong khi sử dụng cùng một diện tích đất. Các mô hình khác dự đoán rằng các chủng tảo hiện tại có khả năng thay thế 25% lượng tiêu thụ protein của châu Âu và 50% tổng lượng dầu thực vật tiêu thụ khi được trồng trên vùng đất sẵn có hiện không được sử dụng cho các loại cây trồng truyền thống.


    Mayfield lưu ý: “Lợi thế lớn nhất là sản xuất protein trên mỗi mẫu Anh. “Tảo chỉ đơn giản là làm giảm tiêu chuẩn vàng hiện tại của đậu tương ít nhất 10 lần, có thể 20 lần, sản lượng trên mỗi mẫu Anh cao hơn.”


    Ngoài ra, một số loài tảo có thể được nuôi trong nước lợ hoặc mặn – và, trong ít nhất một trường hợp, nước thải từ hoạt động chăn nuôi bò sữa – có nghĩa là nước ngọt có thể được dự trữ cho các nhu cầu khác. Về mặt dinh dưỡng, nhiều loài tảo rất giàu vitamin, khoáng chất và đặc biệt là các chất dinh dưỡng đa lượng cần thiết cho chế độ ăn uống của con người, chẳng hạn như axit amin và axit béo omega-3.

    Tạo ra chủng tảo tốt nhất cho con người

    Vẫn còn nhiều thách thức, bắt đầu với việc tìm kiếm hoặc phát triển các chủng tảo đáp ứng tất cả các yêu cầu: năng suất sinh khối cao, hàm lượng protein cao, thành phần dinh dưỡng đầy đủ và các điều kiện phát triển hiệu quả nhất về mặt sử dụng đất, nhu cầu nước và đầu vào dinh dưỡng.


    Trong bài báo, các tác giả của UCSD mô tả các công cụ khoa học khác nhau hiện có để tạo ra những đặc điểm mong muốn nhất cho một sản phẩm tảo thương mại khả thi. Ví dụ, một thí nghiệm được công bố trước đây đã mô tả việc tăng cường astaxanthin, một sắc tố chống oxy hóa đã được chứng minh là có nhiều lợi ích sức khỏe, thông qua các đột biến di truyền có mục tiêu. Một thí nghiệm gây đột biến khác có thể làm tăng cả sản lượng sinh khối và hàm lượng protein cho một chủng tảo khác, đặc biệt khi được trồng trong nước lúa miến ngọt đơn giản, chi phí thấp.

    Mayfield cho biết các phương pháp khả thi nhất để phát triển thương mại một loại tảo ưu việt sẽ liên quan đến sự kết hợp giữa nhân giống truyền thống với kỹ thuật phân tử. Ông nói: “Đây là cách mà các loại cây trồng hiện đại đang được phát triển, vì vậy đây là cách mà tảo sẽ được phát triển. “Cả hai đều là thực vật – một trên cạn và một dưới nước.”

    Dinh dưỡng và năng suất không phải là những cân nhắc duy nhất. Một số điều chỉnh về màu sắc, hương vị và giảm mùi tanh đặc trưng đó có thể cần thiết để chuyển đổi một số người tiêu dùng. Các thí nghiệm khác đã chứng minh khả năng sửa đổi các đặc điểm cảm quan này trong khi tăng hàm lượng protein trong các chủng tảo mới.

    Nhu cầu nuôi sống dân số ngày càng tăng

    Thật vậy, thách thức lớn nhất đối với sự phát triển thương mại, Mayfield nói thêm, không nhất thiết phải là khoa học, kỹ thuật hay thẩm mỹ. Đó là khả năng mở rộng quy mô sản xuất trên toàn cầu.

    “Bạn không thể biết tất cả anh ấy nói, “Nhưng thế giới đã làm được điều này [với] điện thoại thông minh, máy tính, tấm pin quang điện và ô tô điện – tất cả những thứ này đều có những thách thức và chúng tôi đã vượt qua chúng để thực hiện những thách thức này các công nghệ 'mới' trên quy mô thế giới, vì vậy chúng tôi biết rằng chúng tôi có thể làm được điều đó với tảo.”

    Mayfield cho biết nhu cầu về các hệ thống thực phẩm thay thế chưa bao giờ cấp bách hơn thế, khi dân số loài người ngày càng tăng, đẩy các nguồn lực và hệ thống đến điểm phá vỡ. Ông nói: “Cách duy nhất để tránh một tương lai thực sự ảm đạm là bắt đầu chuyển đổi ngay bây giờ sang một tương lai bền vững hơn nhiều và tảo làm thức ăn là một trong những quá trình chuyển đổi mà chúng ta cần thực hiện.

    Tham khảo: Diaz CJ, Douglas KJ, Kang K, et al. Phát triển tảo như một nguồn thực phẩm bền vững. Dinh dưỡng phía trước. 2023;9. Truy cập ngày 20 tháng 1 năm 2023. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnut.2022.1029841

    Zalo
    Hotline