Sản xuất phụ gia thức ăn từ CO2

Giáo sư Arne Skerra, Khoa Hóa sinh, Đại học Công nghệ Munich (TUM) tại Đức là người đầu tiên nghiên cứu quá trình sử dụng khí thải CO2 làm nguyên liệu cơ bản cho quá trình sản xuất phụ gia thức ăn trong một phản ứng công nghệ sinh học. Ngay từ những thử nghiệm đầu tiên tại phòng thí nghiệm, Giáo sư Arne Skerra đã gặt hái thành công. Loại phụ gia mà Giáo sư Arne Skerra tạo ra chính là methionine - một axit amin thiết yếu, đặc biệt trong lĩnh vực chế biến TĂCN. Quy trình sản xuất methionine từ CO2 còn được gọi là quy trình enzyme và đang có tiềm năng thay thế quy trình sản xuất methionine truyền thống từ chất hóa dầu hiện nay. Kết quả thí nghiệm của Giáo sư Arne Skerra đã được đăng tải trên Tạp chí Nature Catalysis và thu hút sự chú ý của rất nhiều hãng sản xuất phụ gia thức ăn tên tuổi, trong đó có Evonik. 

Sản xuất methionine công nghiệp từ nguồn nguyên liệu chất hóa dầu hiện nay được thực hiện theo một quy trình hóa học gồm 6 bước và đòi hỏi sử dụng hóa chất hydrogen cyanide có độ độc hại rất cao cùng nhiều chất nền khác. Năm 2013, Evonik Industries, một trong những hãng sản xuất methionine lớn nhất thế giới đã rót vốn đầu tư cho các nhà nghiên cứu tại Đại học Munich nghiên cứu sâu hơn về quy trình sản xuất chất nền an toàn mới. 

Methional, một sản phẩm biến chất của methionine được hình thành như một lớp trung gian tạm thời suốt quá trình sản xuất thông thường. Dựa theo nguyên lý, methionine trong các vi sinh vật bị các enzyme biến đổi thành methional và giải phóng CO2. Từ đó, nhóm nghiên cứu của Giáo sư Skerra bắt đầu sản xuất enzyme cần thiết; đồng thời xây dựng nghiên cứu ban đầu và sau đó quyết định áp suất CO2 cần thiết để sản xuất methionine từ methional bằng một phản ứng có chất xúc tác sinh học. Kết quả, sản lượng methionine đạt được ngay trong thử nghiệm đầu tiên đã vượt kỳ vọng ban đầu. 

Trong tương lai, quy trình sản xuất của Arne Skerra được kỳ vọng trở thành mô hình mẫu cho sản xuất các loại axit amin khác theo quy mô công nghiệp. Hiện, nhóm nghiên cứu của Giáo sư cũng đang hoàn thiện quy trình sản xuất này để làm thủ tục đăng ký bằng sáng chế.