Ученые впервые в мире синтезировали крахмал из CO2

Обеспечить мира едой - непростая задача. Фактически, она наносит огромный ущерб окружающей среде из-за массового использования земли, воды, удобрений, пестицидов и топлива. Поскольку крахмал используется во всем, от хлеба до бумаги, он занимает надежное место в этом списке, но мы полагаемся на заводы для его производства, что довольно неэффективно. Согласно пресс-релизу, для более устойчивого подхода команда Китайской академии наук разработала, по их словам, первый метод превращения CO2 в крахмал более эффективно, чем это делают растения.

Это значительный прорыв, поскольку в прошлом было трудно ускорить фотосинтез растений или искусственно создать крахмал. Хотя ученым удалось получить крахмал из растительной целлюлозы или сахарозы с помощью ферментов, использование CO2 до сих пор было невозможным. Новый метод, описанный в исследовании, опубликованном в журнале Science,  использует химические катализаторы и тщательно подобранную комбинацию природных и искусственно созданных ферментов для преобразования CO2 в крахмал в 8,5 раз более эффективно, чем растения кукурузы.

В этом гибридном решении СО2 сначала восстанавливается до метанола с помощью органического катализатора. Затем метанол обрабатывают сконструированными ферментами, которые превращают его в сахарные единицы, которые затем превращаются в полимерный крахмал. Полный процесс состоит всего из 11 основных реакций и имеет большую эффективность, чем кукуруза. Полученный синтетический крахмал, по словам исследователей, имеет ту же структуру, что и настоящий крахмал, и может быть получен в значительно меньшем пространстве. "Если общая стоимость процесса может быть снижена до уровня, экономически сопоставимого с выращиванием сельскохозяйственных культур в будущем, ожидается, что это позволит сэкономить более 90 процентов возделываемых земель и ресурсов пресной воды", - объясняет Янхэ Ма, микробиолог из Института Тяньцзиня. промышленной биотехнологии и автор-корреспондент исследования.

Хотя этот метод далек от расширения из-за проблем, таких как изготовление правильного реактора, исследователи считают, что этот прорыв предлагает новую научную основу для будущих технологий, производящих промышленные количества крахмала из CO2, потенциально открывая новый путь для синтеза других сложных молекул из газа. Это могло бы помочь повысить продовольственную безопасность при сокращении использования экологически вредных пестицидов и удобрений. Исследователи хотят сосредоточиться на повышении эффективности техники в будущем, работая над улучшениями.

"Далее мы сосредоточимся на повышении активности и стабильности ферментов, которые мы использовали, чтобы значительно снизить затраты на синтез искусственного крахмала", - говорит Ма.