چینی ها از دی‌اکسید کربن غذا و شکر تولید کردند!

دانشمندان چینی موفق به توسعه یک سیستم آنزیمی جدید شده‌اند که می‌تواند متانول حاصل از دی‌اکسید کربن یا ضایعات صنعتی را به شکر سفید تبدیل کند.

به گزارش تک‌ناک، این دستاورد می‌تواند در آینده نقش مهمی در تبدیل دی‌اکسید کربن (CO₂) به مواد غذایی ایفا کند و آینده‌ای بدون نیاز به کشاورزی برای تولید مواد غذایی رقم بزند.

این سیستم جدید به جای تکیه بر کشاورزی سنتی که نیاز به زمین و آب فراوان دارد، از یک فرایند زیستی‌ بهره می‌برد تا متانول را به قندهای پیچیده مانند ساکارز، فروکتوز و حتی نشاسته تبدیل کند.

تولید غذا و شکر از دی‌اکسید کربن

به گفته‌ دانشمندان، تبدیل مصنوعی دی‌اکسید کربن به غذا و مواد شیمیایی، روشی امیدبخش برای مقابله با چالش‌های زیست‌محیطی و جمعیتی و دستیابی به کربن‌خنثی است.

پژوهشگران مؤسسه بیوتکنولوژی صنعتی تیانجین وابسته به آکادمی علوم چین (CAS) این روش را با استفاده از سیستمی به نام in vitro biotransformation – ivBT توسعه دادند. این سیستم از آنزیم‌ها در محیطی خارج از سلول‌های زنده برای ساخت مولکول‌های پیچیده بهره می‌برد.

تحول در تولید مواد غذایی بدون زمین کشاورزی

چین سالانه حدود ۱۵ میلیون تُن شکر مصرف و ۵ میلیون تُن آن را وارد می‌کند. این در حالی‌ است که نیشکر و چغندر قند، دو منبع اصلی ساکارز، به زمین و منابع آبی گسترده‌ای نیاز دارند.

اما فناوری جدید با استفاده از متانول که می‌توان آن را از دی‌اکسید کربن یا ضایعات صنعتی تولید کرد، قادر است بدون نیاز به خاک، آب یا گیاه، قند تولید کند.

پیش‌زمینه‌ این پروژه، تحقیقاتی در سال ۲۰۲۱ بود، که در آن دانشمندان مؤسسه فیزیک شیمیایی دالیان (از زیرمجموعه‌های CAS) موفق به تولید متانول از CO₂ در دمای پایین شدند.

نرخ خیره‌کننده تبدیل دی‌اکسید کربن به شکر سفید

دانشمندان چینی در ادامه‌ این مسیر، سیستم خود را با مجموعه‌ای از واکنش‌های سریع و کم‌مصرف طراحی کردند و به نرخ تبدیل ۸۶ درصدی متانول به شکر دست یافتند، که عدد قابل‌ توجهی در حوزه تولید زیستی است.

علاوه بر ساکارز، آنها موفق شدند قندهای پیچیده‌تری مانند نشاسته، فروکتوز، آمیلاز، آمیلوز، سلوبیوز و سلوالیگوساکاریدها را نیز تولید کنند. این مواد نه تنها در صنایع غذایی بلکه در داروسازی و تولید صنعتی نیز کاربرد دارند.

آینده‌ای بدون وابستگی به گیاهان

دانشمندان می‌گویند: «این سیستم، مسیری نوین و مستقل از گیاهان برای تولید قندها و پلی‌ساکاریدهای متنوع فراهم می‌کند. این کار پایه‌ای برای توسعه سیستم‌های انعطاف‌پذیر و کربن‌منفی در آینده است.»

با وجود این، پژوهشگران می‌گویند که هنوز راهی طولانی برای تجاری‌سازی این روش باقی مانده است و باید بر افزایش پایداری و بهره‌وری آنزیم‌ها تمرکز شود.