Pasukan yang diketuai oleh penyelidik Penn State telah membangunkan kaedah terobosan untuk mengubah yis sisa daripada proses pembuatan bir dan farmaseutikal kepada gentian biodegradasi, berprestasi tinggi, menawarkan alternatif yang mampan kepada tekstil tradisional dan membebaskan sumber untuk pengeluaran makanan.
Penyelidik yang diketuai oleh Penn State telah menemui cara yang inovatif untuk mengubah yis sisa daripada membancuh bir, wain dan pengeluaran farmaseutikal kepada gentian berprestasi tinggi. Kejayaan ini boleh menangani cabaran global utama seperti kelaparan dunia dan kesan alam sekitar industri fesyen pantas.
Dengan menggunakan semula biojisim yis, yang biasanya dianggap sebagai sisa, para penyelidik telah mencipta gentian yang lebih kuat daripada alternatif semula jadi dan kurang memudaratkan alam sekitar.
"Sama seperti pemburu-pengumpul menjinakkan biri-biri untuk bulu 11,000 tahun yang lalu, kami menjinakkan yis untuk serat yang boleh mengalihkan lensa pertanian untuk menumpukan lebih banyak sumber kepada tanaman makanan," kata pengarang utama Melik Demirel, Profesor Kejuruteraan Pearce dan Kerusi Huck dalam Bahan Biomimetik di Penn State, dalam satu kenyataan berita.
Diterbitkan dalam Prosiding Akademi Sains Kebangsaan pada 3 November, kajian itu menyerlahkan cara pasukan itu mencapai pengeluaran skala perintis gentian. Dengan menghasilkan lebih daripada 1,000 paun serat di sebuah kilang di Jerman, mereka menunjukkan bahawa ini boleh ditingkatkan untuk pengeluaran komersial.
Para penyelidik juga menjalankan penilaian kitaran hayat, menganalisis jumlah kesan alam sekitar dan ekonomi gentian daripada pengeluaran hingga pelupusan.
Penemuan menunjukkan bahawa pengeluaran berskala komersial bagi gentian berasaskan penapaian ini boleh mengatasi gentian tradisional seperti bulu dengan menggunakan sumber yang lebih sedikit. Kos sekilogram gentian ini adalah lebih kurang $6, iaitu kurang daripada $10-$12 sekilogram kos bulu. Selain itu, ia memerlukan lebih sedikit air dan tanah, dan menjana pelepasan gas rumah hijau yang minimum.
"Kami berjaya menunjukkan bahawa bahan ini boleh dibuat dengan murah - untuk $6 atau kurang sekilogram, iaitu kira-kira 2.2 paun, berbanding bulu $10 hingga $12 sekilogram - dengan air dan tanah yang jauh lebih sedikit tetapi prestasi yang lebih baik berbanding mana-mana gentian semula jadi atau yang diproses, sementara juga hampir menghapuskan pelepasan gas rumah hijau," tambah Demirel. "Sumber yang disimpan boleh digunakan di tempat lain, seperti menggunakan semula tanah untuk menanam tanaman makanan."
Kesan potensi inovasi ini melangkaui industri fesyen. Dengan mengurangkan keperluan untuk tanah pertanian khusus untuk tanaman gentian, lebih banyak tanah boleh digunakan untuk pengeluaran makanan.
"Bayangkan jika bukannya menanam kapas, tanah, air, sumber dan tenaga itu boleh digunakan untuk menghasilkan tanaman yang boleh memberi makan kepada orang ramai," tambah Demirel.
Peralihan ini boleh membantu dalam menangani ketidakamanan makanan global, isu yang mendesak. Pada 2024, 733 juta orang menghadapi masalah kekurangan makanan.
Proses penciptaan gentian diilhamkan oleh pengumpulan protein yang berlaku secara semula jadi dan melibatkan pelarutan protein yang berasal dari yis dalam larutan, kemudian memutarkannya menjadi gentian. Gentian ini boleh terbiodegradasi, menangani masalah ketara sisa poliester di tapak pelupusan.
Penyelidikan ini telah meletakkan asas untuk perubahan ketara dalam pembuatan tekstil.
"Dengan memanfaatkan biopembuatan, kami boleh menghasilkan gentian berprestasi tinggi yang mampan yang tidak bersaing dengan tanaman makanan untuk tanah, air atau nutrien," tambah Demirel. "Penggunaan gentian protein berasaskan biopembuatan akan menandakan kemajuan ketara ke arah masa depan di mana keperluan gentian dipenuhi tanpa menjejaskan kapasiti planet untuk menyuburkan populasinya yang semakin meningkat. Kita boleh mengorak langkah besar ke arah mencapai matlamat 'Sifar Kelaparan', memastikan semua orang boleh mengakses makanan berkhasiat sambil mempromosikan matlamat pembangunan mampan."
Demirel optimis untuk membawa gentian ini ke pasaran besar-besaran, dengan penyiasatan lanjut dirancang untuk meningkatkan pengeluaran.
sumber: Universiti Negeri Pennsylvania