Китайські вчені створили крохмаль з рослин, води, вуглекислого газу і електрики
Китайські вчені створили крохмаль, тип складного вуглеводу, що міститься в рослинах, з використанням вуглекислого газу, водню і електрики.
Дослідженні опубліковане в журналі Science.
Експерти заявили, що якщо таку техніку можна впровадити в промислове виробництво, то вона зробить революцію. Оскільки для цього не потрібно вирощувати і переробляти велику кількість сільськогосподарських культур, що містять велику кількість крохмалю, таких як солодка картопля і кукурудза, тим самим заощаджуючи більше води, добрив і орних земель.
Синтезований крохмаль також може бути використаний для переробки двоокису вуглецю, звичайних промислових відходів і парникових газів. Це допоможе скоротити викиди вуглекислого газу та боротися зі зміною клімату, особливо якщо електроенергія використовується з відновлюваних джерел, таких як сонце та вітер.
При освоєнні космосу він може стати стійким джерелом їжі для астронавтів, коли вони подорожують на великі відстані в космосі і намагаються колонізувати інші планети. Майбутні космічні мандрівники можуть просто перетворити вуглекислий газ, який вони видихають, в їжу, яку вони їдять.
Ма Яньхе, директор Тяньцзіньського інституту промислової біотехнології Китайської академії наук, сказав, що крохмаль та інші складні вуглеводи складають від 60 до 80% раціону людини.
"Наше відкриття демонструє, що синтез складних сполук, таких як крохмаль, досяжний в лабораторних умовах, і є багато галузей промисловості, які можуть отримати вигоду з цієї технології», - сказав він.
Крохмалі широко використовуються у виробництві цукру, переробці продуктів харчування та напоїв, поліграфії, виробництві ліків, текстильної промисловості, кормів для тварин та десятках інших галузей промисловості. Згідно з даними Міжнародної групи БРІК, глобальної компанії зі збору сільськогосподарських даних. Це призвело до того, що виробництво кукурудзяного крохмалю і його похідних перетворилося в цілу галузь промисловості Китаю вартістю 80 мільярдів ЮАНІВ (12,4 мільярда доларів).
Рослини створюють вуглеводи, такі як крохмаль, за допомогою фотосинтезу, що є надзвичайно складним і неефективним процесом. Потрібно близько 60 етапів метаболічних реакцій, щоб перетворити вуглекислий газ, воду і сонячне світло в крохмаль.
Цай Тао, один з перших авторів дослідження, сказав, що протягом шести років його команда зосередилася на одному проекті: як зробити крохмаль схожим на рослини, але зробити це набагато швидше.
Створення вуглеводів за допомогою більш ефективних засобів настільки важливо для сталого розвитку на землі і майбутніх космічних досліджень, що НАСА включило перетворення вуглекислого газу в глюкозу, простий цукор, в число своїх столітніх завдань в 2018 році. Крохмаль складається з набагато складнішого ланцюжка молекул глюкози.
Метод китайських вчених включає в себе спочатку перетворення двоокису вуглецю і газоподібного водню в метанол, який являє собою молекулу, що містить один атом вуглецю.
Потім вчені складають ці одноуглеродні молекули, як головоломку, в більші і складні молекули за допомогою ферментативних процесів.
За допомогою суперкомп'ютерів китайські вчені спростили процес виробництва натурального крохмалю приблизно з 60 до 11 етапів, при цьому кінцевим продуктом є крохмаль. Лабораторний крохмаль хімічно ідентичний природному крохмалю, розчин якого може посиніти від йоду.
Також читайте: