Вуглець у цукор: китайська технологія дає змогу виробляти їжу з вуглекислого газу

Китайські вчені розробили новий метод перетворення метанолу на білий цукор, широко відомий як сахароза, без використання сільськогосподарських культур. Цей метод може допомогти перетворити вуглекислий газ на продукти харчування. Дослідження опубліковано в журналі Science Bulletin, пише Interesting Engineering.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

За словами вчених, нова система біотрансформації не залежить від вирощування цукрової тростини або цукрових буряків. Для їх вирощування потрібно багато земельних і водних ресурсів. Замість цього вчені використовували ферменти для перетворення метанолу, який можна отримати з промислових відходів або шляхом хімічної обробки вуглекислого газу, на складні цукри. Ця система не тільки виробляє сахарозу, але її можна адаптувати для створення інших важливих вуглеводів, таких як фруктоза і крохмаль.

Дослідники кажуть, що штучне перетворення вуглекислого газу на продукти харчування дасть змогу розв'язати як екологічні, так і демографічні проблеми, зокрема дасть змогу досягти низького рівня вуглекислого газу в атмосфері.

Учені використовували так звану біотрансформацію in vitro. Це метод, що дає змогу створювати корисні молекули поза живими організмами за допомогою ферментів. Дослідники розробили нову систему біотрансформації та змогли синтезувати сахарозу з низьковуглецевих молекул.

Сахарозу здебільшого отримують із цукрової тростини в тропічних країнах і з цукрових буряків у більш холодному кліматі. В умовах зростаючого тиску на сільське господарство, спричиненого зміною клімату і зростанням населення, вчені шукають більш ефективні альтернативи вирощуванню продуктів харчування. Виробництво цукру безпосередньо з метанолу, який, своєю чергою, може бути отриманий з вуглекислого газу, є однією з таких альтернатив.

Три роки тому китайські вчені розробили низькотемпературний метод перетворення вуглекислого газу на метанол. Це відкрило шлях до використання вуглецевих відходів як сировини для виробництва цінних хімічних речовин, таких як цукор.

Автори нового дослідження розробили високоефективний спосіб перетворення метанолу на цукор за допомогою серії швидких низькоенергетичних хімічних реакцій. Їм вдалося досягти вражаючого ступеня перетворення — 86 %.

Нова система біотрансформації не тільки вперше синтезувала сахарозу з використанням метанолу, а й виробляла крохмаль, споживаючи менше енергії, ніж попередні методи. Вчені заявили, що цей метод можна застосувати для створення широкого спектра складних цукрів, а не тільки для підсолоджувачів.

Науковці також змогли синтезувати фруктозу, амілозу, амілопектин, целобіозу і целоолігосахариди. Ці вуглеводи використовуються не тільки в харчовій промисловості, а й у фармацевтиці, а також у промисловості.

Але дослідники визнають, що для широкомасштабного застосування цього методу необхідні додаткові дослідження. Вони планують підвищити ефективність ферментів і зробити систему більш стабільною і надійною.

Як уже писав Фокус, в Японії зламали геном мишей і тепер їхня печінка виробляє препарат, схожий на Оземпік. Автори дослідження вважають, що це може прокласти шлях для нових методів лікування діабету.

Також Фокус писав про те, що астрономи вперше виявили нову планету за допомогою космічного телескопа Gaia. Виявилося, що ця планета ховалася в газово-пиловому диску, що оточує молоду зірку. Але саме незвичайна поведінка зірки виявила присутність величезної планети, яка більша за Юпітер.