Biến chất thải thực phẩm trở lại thành thực phẩm

Nhà vi sinh học Deborah Pagliaccia của UCR, trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết: “Các vi sinh vật có lợi tăng lên đáng kể khi chúng tôi bổ sung chất thải thực phẩm lên men vào hệ thống trồng cây. Khi có đủ những vi khuẩn tốt này, chúng sẽ tạo ra các hợp chất kháng khuẩn và các chất chuyển hóa giúp cây trồng phát triển tốt hơn và nhanh hơn”.

Vì các cây trong thí nghiệm này được trồng trong nhà kính nên lợi ích của các sản phẩm thải bỏ được bảo tồn trong một hệ thống tưới nước khép kín. Rễ cây nhận được một lượng thuốc mới mỗi lần chúng được tưới.

Pagliaccia nói: “Đây là một trong những điểm chính của nghiên cứu này. Để tạo ra một chu trình bền vững, nơi chúng tôi tiết kiệm nước bằng cách tái chế nó trong một hệ thống tưới khép kín và đồng thời bổ sung một sản phẩm từ chất thải thực phẩm giúp cây trồng trong mỗi chu kỳ tưới”.

Những kết quả này gần đây đã được mô tả trong một bài báo đăng trên tạp chí Frontier in Sustainable Food Systems.

Rác thải thực phẩm là mối đe dọa nghiêm trọng đối với hành tinh. Chỉ riêng ở Hoa Kỳ, có tới 50% tổng số thực phẩm bị vứt bỏ. Phần lớn chất thải này không được tái chế mà thay vào đó chiếm hơn 20% khối lượng bãi rác của Mỹ.

Sự lãng phí này không chỉ gây thiệt hại về kinh tế mà còn là sự lãng phí đáng kể nguồn nước ngọt được sử dụng để sản xuất thực phẩm, và lãng phí những thứ có thể nuôi sống hàng triệu người có thu nhập thấp đang đấu tranh với an ninh lương thực.

Để giúp chống lại những vấn đề này, nhóm nghiên cứu UCR đã tìm cách sử dụng thay thế chất thải thực phẩm. Họ đã kiểm tra các sản phẩm phụ từ hai loại rác thải sẵn có ở Nam California: bã bia - một sản phẩm phụ của quá trình sản xuất bia - và rác thực phẩm hỗn hợp do các cửa hàng tạp hóa loại bỏ.

Cả hai loại chất thải này đều được Cơ quan River Road Research lên men và sau đó được thêm vào hệ thống thủy lợi tưới cây cam quýt trong nhà kính. Trong vòng 24 giờ, quần thể vi khuẩn có lợi tạo tốc độ sinh trưởng trung bình lớn hơn 2-3 bậc so với những cây không được tưới và xu hướng này tiếp tục mỗi khi các nhà nghiên cứu thêm vào hệ thống thủy lợi tưới cây.

Sau đó, nhà khoa học môi trường của UCR, Samantha Ying, đã nghiên cứu các chất dinh dưỡng như các-bon và nitơ trong đất của các loại cây trồng được xử lý. Phân tích của bà cho thấy lượng các-bon tăng đột biến sau mỗi lần xử lý chất thải, tiếp theo là sự ổn định, cho thấy vi khuẩn có lợi đã sử dụng các-bon có sẵn để tái tạo.

Pagliaccia giải thích rằng phát hiện này có tác động đến sự phát triển của vi khuẩn và trên chính cây trồng. Bà nói: “Nếu các sản phẩm phụ từ chất thải có thể cải thiện tỷ lệ các-bon trên nitơ trong cây trồng, chúng tôi có thể tận dụng thông tin này để tối ưu hóa hệ thống sản xuất”.

Một phát hiện đáng chú ý khác là cả nước nghiền bia và các sản phẩm thực phẩm trộn lẫn phế phẩm đều không có kết quả xét nghiệm dương tính với Salmonella hoặc các vi khuẩn gây bệnh khác, cho thấy chúng sẽ không đưa bất kỳ yếu tố độc hại nào vào cây.

Nhà nghiên cứu bệnh học và đồng tác giả nghiên cứu Georgios Vidalakis của UCR cho biết: “Có một nhu cầu cấp bách để phát triển các phương pháp canh tác nông nghiệp mới”. Georgios Vidalakis, một nhà nghiên cứu bệnh học thực vật của UCR cho biết: “Đặc biệt, cây có múi của California đang phải đối mặt với những thách thức lịch sử như bệnh vi khuẩn Huanglongbing và nguồn nước hạn chế”.

Kết quả của nghiên cứu cho thấy việc sử dụng hai loại phụ phẩm phế thải thực phẩm này trong nông nghiệp là có lợi và có thể bổ sung cho việc sử dụng các chất phụ gia hóa học tổng hợp của nông dân - trong một số trường hợp, giảm hẳn việc sử dụng các chất phụ gia đó. Do đó, chi phí cho trồng trọt sẽ thấp hơn.

Khi người trồng cây được phép sử dụng các phụ phẩm từ rác thải thực phẩm cho các mục đích nông nghiệp, điều đó sẽ giúp thúc đẩy xã hội hướng tới một hệ thống tiêu dùng thân thiện với môi trường hơn.

Pagliaccia cho biết: “Chúng ta phải chuyển đổi từ nền kinh tế “tận dụng, tiêu thụ” sang một nền kinh tế tuần hoàn, trong đó chúng ta sử dụng thứ gì đó và sau đó tìm ra mục đích mới cho nó. Quá trình này rất quan trọng để bảo vệ hành tinh của chúng ta khỏi sự cạn kiệt liên tục của các nguồn tài nguyên thiên nhiên và mối đe dọa của khí nhà kính”.