De la carbon la dulciuri: Cercetătorii chinezi transformă CO2 în zahăr

Cercetătorii chinezi au dezvoltat o metodă revoluționară de a transforma metanolul – derivat din dioxid de carbon – în zahăr alb (sucroză), fără a folosi terenuri agricole sau culturi de plante. Această tehnologie ar putea transforma într-o zi emisiile industriale în hrană.

Noua metodă, bazată pe enzime, permite conversia metanolului – un compus care poate fi obținut din deșeuri industriale sau prin procese chimice care captează CO2 – în zaharuri complexe precum sucroza, fructoza și chiar amidonul.

Tradițional, zahărul este extras din trestie de zahăr și sfeclă, culturi care necesită cantități uriașe de apă și teren. China, deși cultivă ambele plante, este în continuare dependentă de importuri, aducând anual aproximativ 5 milioane de tone pentru a acoperi un consum de 15 milioane de tone.

În contextul presiunilor tot mai mari asupra agriculturii cauzate de schimbările climatice și de creșterea populației, cercetătorii caută alternative mai eficiente și sustenabile pentru a produce hrană. Producerea directă a zahărului din metanol – obținut din CO2 – reprezintă o astfel de alternativă promițătoare.

O nouă cale spre producția de alimente

Studiul a fost condus de o echipă de la Institutul de Biotehnologie Industrială din Tianjin, parte a Academiei Chineze de Științe (CAS). Cercetătorii au folosit o tehnologie numită biotransformare in vitro (ivBT) – un proces prin care molecule utile sunt sintetizate în afara organismelor vii, folosind enzime, scrie InterestingEngineering.

„Am conceput și implementat cu succes un sistem ivBT pentru sinteza zahărului din molecule cu conținut scăzut de carbon,” au declarat autorii studiului.

Sistemul a reușit să transforme metanolul în sucroză cu o rată de conversie impresionantă de 86%. Mai mult, procesul a necesitat mai puțină energie decât metodele anterioare.

Această realizare se bazează pe un alt succes din 2021, când cercetători de la Institutul de Fizică Chimică din Dalian au găsit o metodă de conversie a CO2 în metanol la temperaturi scăzute. Tianjin a preluat acel punct de plecare și l-a dus mai departe, reușind conversia metanolului în carbohidrați complecși.

De ce este descoperirea spectaculoasă?

Noua platformă ivBT nu s-a oprit doar la zahărul alb. Cercetătorii au reușit să sintetizeze și alți carbohidrați esențiali, precum: fructoză, amiloză, amilopectină, celobioză, celooligozaharide. Acești compuși nu sunt doar surse de energie, ci joacă un rol crucial în medicina modernă, industria farmaceutică și producția de biomateriale.

„Sistemul nostru oferă o cale promițătoare, independentă de plante, pentru sinteza de novo a oligozaharidelor și polizaharidelor cu structuri diversificate,” au spus cercetătorii.

Deși descoperirea este spectaculoasă, cercetătorii subliniază că este nevoie de îmbunătățiri pentru aplicarea la scară industrială. Totuși, aceste progrese pot contribui nu doar la securitatea alimentară, ci și la neutralitatea carbonului, oferind o alternativă complet nouă pentru producția de alimente în viitorul apropiat.

Lucrarea a fost publicată în revista Science Bulletin.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Oamenii de știință chinezi au detectat o reacție de fuziune a carbonului extrem de rară

Uniunea Europeană a relaxat termenul pentru reducerea emisiilor de carbon

Roverul Curiosity a găsit primele dovezi pentru ciclul carbonului pe Planeta Roșie antică

Oamenii de știință sunt șocați! Plantele și pădurile nu au absorbit carbon aproape deloc anul trecut