Tảo vắt sữa có thể sản xuất nhiên liệu sinh học thân thiện với môi trường

0
0
Tảo vắt sữa có thể sản xuất nhiên liệu sinh học thân thiện với môi trường

Để đối phó với khí thải độc hại từ nhiên liệu hóa thạch góp phần tạo ra lượng carbon lớn trong môi trường, các nhà khoa học đã phát triển khác nhau nhiên liệu sinh học. Các nhà nghiên cứu Nhật Bản đã tìm cách phát triển một hệ thống tảo vắt sữa để sản xuất dầu mỏ thân thiện với môi trường.

(Ảnh: Tải xuống từ trang web chính thức của Getty Images)

Tảo đã là một nguồn dinh dưỡng lành mạnh khác nhau trong thực phẩm như rong biển và bổ sung chế độ ăn uống. Đồng thời, nó có rất nhiều tiềm năng để trở thành một nhiên liệu sinh học cạnh tranh.

Là một loại dầu mỏ thân thiện với môi trường, những lợi thế của việc sử dụng tảo bao gồm nhiên liệu sinh học như một nguồn năng lượng tái tạo. Hơn nữa, chi phí nuôi cấy, thu thập và chiết xuất tảo có thể được chống lại bằng cách vắt sữa tảo an toàn hơn.

Alice Uchida và Masaki Ihara đã lãnh đạo một nhóm từ Đại học Shinshu, Nhật Bản phát triển nuôi cấy vi tảo trong khi giải quyết ba vấn đề chính của việc vắt sữa tảo. Vấn đề đầu tiên trong tu luyện là nuôi cấy.

Họ phát hiện ra rằng chiết xuất các tế bào tảo để tạo ra nhiên liệu sinh học là có thể mà không giết chết sinh vật. Nuôi trồng và nhân lên tảo không còn cần thiết vì chúng vẫn được bảo tồn.

Thứ hai, họ đã chọn tảo tự nhiên tập hợp lại với nhau, làm cho việc thu thập mẫu dễ dàng hơn nhiều. Cuối cùng, tảo đã giải phóng các hợp chất cần thiết để tạo nhiên liệu trên bề mặt tế bào, làm cho chúng ngoại bào.

Sự tập hợp của các polysacarit (carbohydrate) và phycobiliprotein, protein hòa tan trong nước, do đó là một phần của hệ thống vắt sữa vô hại mới. Các hệ thống vắt sữa trước đây liên quan đến việc vắt sữa và nuôi cấy đồng thời với việc sử dụng dung môi hữu cơ.

Dung môi làm từ lipit, carotenoit và các sản phẩm không phân cực khác làm tăng chi phí xử lý. Việc chiết xuất hoặc tinh chế các hợp chất tảo của nhóm đã không xảy ra khi sử dụng dung môi, ngay lập tức cắt giảm chi phí xử lý.

Tảo vắt sữa

Trở ngại đầu tiên của nhóm là tìm ra một loại tảo cụ thể có thể trải qua quá trình vắt sữa cơ học bằng cách sử dụng bộ phân tán cắt hoặc bộ đồng hóa thủy tinh. Thông qua nghiên cứu sâu rộng, họ đã tìm thấy Tolypothrix, một loại vi khuẩn lam dạng sợi thường được tìm thấy trong nước tĩnh, đá và gắn liền với thực vật.

Nuôi cấy Tolypothrix tiếp tục trong hai năm với tổn thương tế bào tối thiểu trong khi nhóm nghiên cứu đã cơ học hóa các hợp chất ngoại bào. Khi tảo phát triển trong nước nông nghiệp không vô trùng, 87 chu kỳ vắt sữa tạo ra 90 đến 140 miligam carbohydrate mỗi lít mỗi 21 ngày.

Trong khi đó, các phycobiliprotein đang được sử dụng để sản xuất phụ gia thực phẩm và một thành phần trong mỹ phẩm. Các nhà khoa học từ phòng thí nghiệm Ihara tại Đại học Kumamoto đang nghiên cứu tạo ra nhiên liệu sinh học có nguồn gốc từ tảo để thay thế dầu mỏ từ nhiên liệu hóa thạch. Để có thể làm được điều này, việc vắt sữa tảo cần phải đạt được ở quy mô lớn hơn nhiều.

Nhiên liệu có nguồn gốc từ tảo

Nhóm nghiên cứu Nhật Bản tiếp tục tìm kiếm thông qua các loài tảo khác nhau có thể chịu được quá trình vắt sữa. Hơn nữa, họ sẽ cần hợp tác với nhiều lĩnh vực khoa học khác bao gồm kỹ thuật lên men, công nghệ chuyển đổi sinh khối tảo, các nhà môi trường và nghiên cứu bảo tồn rừng.

Exxon