Производство сахара из CO₂ без сахарного тростника и сахарной свеклы

Китайские ученые разработали биотехнологию, которая превращает метанол, производное CO₂, в белый сахар без выращивания сахарного тростника или свеклы.

Китайские учёные только что объявили о прорыве в технологии превращения CO₂ в сахар — Фото: AFP

Исследовательская группа Тяньцзиньского института промышленной биотехнологии Китайской академии наук (КАН) успешно разработала метод преобразования метанола — простого спирта — в белый сахар (сахарозу), создав тем самым предпосылки для превращения уловленного CO₂ в продукты питания.

Метод, основанный на системе биотрансформации in vitro (ivBT), позволяет синтезировать сахарозу без необходимости выращивания сахарного тростника или сахарной свёклы, которые являются культурами, требующими больших объёмов земли и воды. Помимо сахарозы, система может быть адаптирована для производства других сложных углеводов, таких как фруктоза и крахмал.

«Искусственное преобразование CO₂ в продукты питания и химикаты является многообещающей стратегией, позволяющей одновременно решать экологические и демографические проблемы, а также вносить вклад в достижение углеродной нейтральности», — заявила группа в публикации в журнале Science Bulletin (май 2025 г.).

Несмотря на значительный прогресс в восстановлении CO₂ до более простых молекул, синтез длинноцепочечных углеводов, которые широко распространены в природе, остаётся серьёзной проблемой. Разработав и оптимизировав процесс, китайская группа смогла сократить время реакции до коротких стадий, потребляя мало энергии, и достичь эффективности преобразования до 86%.

Новая система ivBT не только впервые преобразует метанол в сахарозу, но и синтезирует крахмал с меньшими энергозатратами, чем предыдущие методы. Платформу также можно расширить для производства других соединений, таких как амилоза, амилопектин, целлобиоза и олигосахариды, которые потенциально могут применяться в пищевой и фармацевтической промышленности.

По словам исследовательской группы, метанол, используемый в этом процессе, может быть получен путем гидрирования CO₂ или из промышленных отходов.

Ранее в 2021 году другая группа ученых из Даляньского института химической физики (также входящего в состав CAS) объявила о низкотемпературной высокоэффективной технологии производства метанола из CO₂, что открывает путь к применению CO₂ в качестве экологически чистого сырья.

В настоящее время Китай потребляет около 15 миллионов тонн сахара в год, из которых 5 миллионов тонн приходится импортировать. Масштабное выращивание сахарного тростника и сахарной свёклы оказывает серьёзное давление на земельные и водные ресурсы, особенно в условиях роста населения планеты и изменения климата. Поэтому разработка технологий производства сахара «без выращивания сельскохозяйственных культур» считается стратегическим направлением.

«Наша система предлагает многообещающий, независимый от растений подход к синтезу de novo структурно разнообразных углеводов», — отмечают авторы. Они надеются, что эта платформа заложит основу для гибких и «углеродно-отрицательных» биофабрик в будущем.

Хотя первоначальные результаты являются многообещающими, группа признает, что в будущих исследованиях необходима дальнейшая оптимизация фермента, повышение стабильности системы и проверка промышленной масштабируемости.

Вернуться к теме

ВНА

Источник: https://tuoitre.vn/tao-ra-duong-an-tu-co-khong-can-mia-hay-cu-cai-duong-20250714134330787.htm