Các nhà khoa học ở Trung Quốc đã biến CO₂ thành đường, tạo ra bước đột phá đưa khí thải thành thực phẩm trong phòng thí nghiệm. Một nhóm nghiên cứu tại Viện Công nghệ Sinh học Công nghiệp Thiên Tân, trực thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS), đã công bố một thành công quan trọng: Tổng hợp được đường trắng (sucrose) từ methanol – hợp chất có thể thu được từ khí CO₂.

   Kết quả này không chỉ mở ra hướng đi mới trong sản xuất thực phẩm xanh mà còn góp phần giải bài toán bảo vệ môi trường, khủng hoảng khí hậu và an ninh lương thực toàn cầu.

   Thay vì trồng mía hay củ cải đường, hai loại cây trồng tiêu tốn nhiều đất đai và nước, nhóm nghiên cứu đã phát triển hệ thống biến đổi sinh học ngoài cơ thể (in vitro biotransformation – ivBT) có khả năng tổng hợp sucrose ngay trong phòng thí nghiệm. Đặc biệt, nền tảng này còn có thể điều chỉnh để tạo ra nhiều carbohydrate phức tạp khác như fructose, amylose, amylopectin và tinh bột – những chất có vai trò quan trọng trong thực phẩm và dược phẩm.

   Theo công bố trên tạp chí Science Bulletin (tháng 5/2025), quy trình này đạt hiệu suất chuyển hóa methanol thành sucrose lên tới 86%, tiêu tốn ít năng lượng và có thể mở rộng để sản xuất quy mô lớn trong tương lai.

   Được biết, methanol – nguyên liệu đầu vào của quy trình – có thể được tổng hợp từ CO₂ thông qua quá trình hydro hóa. Công nghệ này đã được chứng minh hiệu quả bởi một nhóm khác thuộc Viện Vật lý Hóa học Đại Liên (cũng trực thuộc CAS) từ năm 2021, giúp biến CO₂ – một khí nhà kính – thành nguồn nguyên liệu thô bền vững. Ngoài ra, methanol cũng có thể được thu từ chất thải công nghiệp, góp phần tái sử dụng tài nguyên.

   Với hệ thống ivBT, methanol không chỉ là sản phẩm trung gian mà còn trở thành “nguồn carbon xanh” để tổng hợp sucrose, các loại tinh bột và đường oligosaccharide như cellobiose – những hợp chất có thể ứng dụng trong ngành thực phẩm chức năng, dược phẩm hoặc công nghiệp sinh học.

   Hiện Trung Quốc tiêu thụ khoảng 15 triệu tấn đường mỗi năm, trong đó có tới 5 triệu tấn phải nhập khẩu. Việc trồng mía và củ cải đường quy mô lớn đang đặt gánh nặng lên tài nguyên đất và nước, trong khi biến đổi khí hậu và dân số toàn cầu ngày càng tăng khiến áp lực lương thực trở nên nghiêm trọng hơn.

   Do đó, công nghệ sản xuất đường “không cần cây trồng” không chỉ là một thành tựu khoa học mà còn mang ý nghĩa chiến lược dài hạn. Việc tách rời chuỗi sản xuất carbohydrate khỏi cây xanh có thể giúp giải phóng tài nguyên đất, giảm phát thải khí nhà kính và tạo ra một hệ thống thực phẩm linh hoạt, phù hợp với các môi trường khép kín như trạm vũ trụ, tàu thám hiểm không gian hoặc các khu vực khan hiếm tài nguyên nông nghiệp.

   Tại Trung Quốc, ngoài sucrose, các nhà khoa học cũng từng tổng hợp được nhiều loại đường khác nhau (glucose, allulose, mannose…) dưới điều kiện nhiệt độ và áp suất thường, nhờ kết hợp hệ enzyme và xúc tác hóa học. Một hướng đi khác được Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Hoa Kỳ (NASA) theo đuổi là chuỗi phản ứng hóa lý chuyển CO₂ thành glucose, hướng đến ứng dụng trong các môi trường biệt lập như sao Hỏa hoặc trạm không gian.

   Dù kết quả nghiên cứu rất hứa hẹn, nhóm nghiên cứu ở Thiên Tân vẫn thừa nhận cần tiếp tục cải tiến hệ thống enzyme, tăng độ bền của thiết bị và xác minh khả năng mở rộng quy mô công nghiệp. Tuy nhiên, các nhà khoa học tin rằng nền tảng ivBT sẽ là tiền đề quan trọng để xây dựng các nhà máy sinh học âm carbon – nơi CO₂ không bị xem là khí thải, mà trở thành nguyên liệu đầu vào cho một nền kinh tế tuần hoàn bền vững.

 

Nguồn: soha.vn/khong-can-mia-hay-cu-cai-trung-quoc-da-tao-ra-duong-trang-tu-loai-khi-thai-khong-ngo-toi-198250716174447643.htm