Các nhà khoa học đang nghiên cứu những cách để chuyển bánh mì cũ thành các sản phẩm có giá trị gia tăng.

Các nhà nghiên cứu đang sử dụng những loại vi khuẩn trong cuộc chiến chống lãng phí thực phẩm.

Một nhóm các nhà nghiên cứu nông nghiệp ở Peoria, Illinois, đã đưa ra một quy trình sử dụng vi khuẩn chuyển hóa glucose từ bánh mì cũ thành các sản phẩm có giá trị gia tăng như axit ascorbic (vitamin C), được sử dụng trong nhiều lĩnh vực từ thực phẩm và đồ uống đến dược phẩm và các sản phẩm chăm sóc cá nhân, với giá trị hơn một tỷ USD trong năm 2018.

Theo một ước tính, hằng năm trên thế giới có 12,5 triệu tấn bánh mì, bánh cuộn, bánh sừng bò vứt đi. Một số chất thải thực phẩm này được làm thức ăn cho gia súc như là một nguồn cung cấp cacbonhydrate và protein, tuy nhiên, phần còn lại có thể đặt ra một vấn đề cần xử lý.

May mắn thay, câu ngạn ngữ: “thùng rác của người này là kho báu của người khác” vẫn đúng với sự giúp đỡ của vi khuẩn Pseudomonas reptilivora.

Trong các nghiên cứu ở Trung tâm Dịch vụ Nghiên cứu Nông nghiệp (ARS) ở Peoria, các thành viên nhóm nghiên cứu Sirma Yegin (đại học Ege, Thổ Nhĩ Kỳ), Badal Saha, Gregory Kennedy, Mark Berhow và Karl Vermillion đã nghiên cứu các quy trình lên men để khuyến kích các loài vi khuẩn sử dụng glucose trong bánh mì thừa và chuyển thành axit 2-keto-D-gluconic (2KGA).

Theo Saha, một nhà nghiên cứu hóa học thuộc đơn vị nghiên cứu năng lượng sinh học của trung tâm, 2KGA được gọi là “hóa chất nền” có thể giúp tổng hợp số lượng lớn axit erythorbic, axit ascorbic, muối của axit ascorbic và các chất khác được sử dụng trong lĩnh vực thực phẩm và công nghiệp ứng dụng. 2KGA còn được sử dụng làm chất tẩy rửa, chất làm dẻo xi măng và tiền chất cho các hợp chất diệt cỏ.

Nhóm nghiên cứu hy vọng rằng với việc tiếp tục nghiên cứu và nhân rộng, các vi khuẩn “đói” glucose sẽ cung cấp một giải pháp thay thế sinh học để tổng hợp các hóa chất có giá trị như vitamin C từ 2KGA, đồng thời góp phần giải quyết các vấn đề về lãng phí thực phẩm.

Các phương pháp sản xuất tổng hợp 2KGA rất tốn kém và phụ thuộc vào các yếu tố oxy có hại trong số các nhược điểm khác. Ngoài ra, có các phương pháp lên men sản xuất 2KGA sử dụng các loài vi khuẩn khác. Tuy nhiên, các phương pháp này yêu cầu bổ sung nitơ, các muối khoáng và các chất dinh dưỡng đắt tiền, Badal lưu ý. Đó không phải là trường hợp của P. reptilivora, điều này rất tốt với chế độ sử dụng nhiều glucose trong bánh mì thừa.

Phát hiện mới này đã được nhóm nghiên cứu báo cáo trong số tháng 3 năm 2020 về chuyển hóa sinh khối và tinh chế sinh học. Đây là một phần trong nhiệm vụ bao quát của trung tâm ARS để phát triển những giá trị gia tăng cho các mặt hàng nông sản, đặc biệt là có thể giảm bớt sự phụ thuộc vào các nguyên liệu thô được sản xuất từ các nhiên liệu hóa thạch.

Trong trường hợp này, những nỗ lực của nhóm nghiên cứu bắt đầu với bộ sưu tập chủng giống vi sinh vật của trung tâm ARS, nơi lưu giữ hàng chục ngàn mẫu chủng vi sinh vật được thu thập từ khắp nơi trên thế giới. Trong đó, có nhiều chủng vi sinh vật có giá trị cao trong các lĩnh vực như dược phẩm, nông nghiệp, công nghiệp, thực phẩm …, bao gồm cả chủng P. reptilivora, đã được thêm vào bộ sưu tập từ những năm 1940 với mã hiệu NRRL B-6.

Ban đầu, vi khuẩn được coi là nguyên nhân gây nhiễm trong các quá trình lên men. Ngày nay, sự ưa thích các điều kiện lên men có thể chứng minh chìa khóa để tạo ra một chất không chỉ cải thiện chất lượng và thời hạn sử dụng của thực phẩm mà còn giữ không cho chúng bị bỏ vào thùng rác.

Nguyễn Thị Kim Thoa theo ARS