การสร้างน้ำตาลจาก CO₂ โดยไม่ต้องใช้อ้อยหรือหัวบีต

นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนได้พัฒนาเทคโนโลยีชีวภาพที่แปลงเมทานอลซึ่งเป็นอนุพันธ์ของ CO₂ ให้กลายเป็นน้ำตาลทรายขาวโดยไม่ต้องปลูกอ้อยหรือหัวบีต

นักวิทยาศาสตร์ ชาวจีนเพิ่งประกาศความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในการเปลี่ยน CO₂ ให้เป็นน้ำตาล - ภาพ: AFP

ทีมนักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีชีวภาพอุตสาหกรรมเทียนจิน สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติจีน (CAS) ประสบความสำเร็จในการพัฒนาวิธีการเปลี่ยนเมทานอล ซึ่งเป็นแอลกอฮอล์ชนิดหนึ่ง ให้เป็นน้ำตาลทรายขาว (ซูโครส) ซึ่งสร้างหลักการในการเปลี่ยน CO₂ ที่จับได้ให้กลายเป็นอาหาร

วิธีการนี้ใช้ระบบการเปลี่ยนรูปทางชีวภาพในหลอดทดลอง (ivBT) ซึ่งสามารถสังเคราะห์ซูโครสได้โดยไม่ต้องปลูกอ้อยหรือหัวบีต ซึ่งเป็นพืชที่ใช้พื้นที่และน้ำอย่างเข้มข้น นอกจากซูโครสแล้ว ระบบนี้ยังสามารถปรับให้ผลิตคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนอื่นๆ เช่น ฟรุกโตสและแป้งได้อีกด้วย

“การแปลง CO₂ เทียมเป็นอาหารและสารเคมีเป็นกลยุทธ์ที่มีแนวโน้มในการแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อมและประชากรไปพร้อมๆ กัน และสนับสนุนให้เกิดความเป็นกลางทางคาร์บอน” ทีมงานกล่าวในสิ่งพิมพ์ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Science Bulletin (พฤษภาคม 2568)

แม้ว่าจะมีความก้าวหน้าอย่างมากในการลด CO₂ ให้เป็นโมเลกุลที่เล็กลง แต่การสังเคราะห์คาร์โบไฮเดรตสายยาว ซึ่งพบได้มากในธรรมชาติ ยังคงเป็นความท้าทายที่สำคัญ ด้วยการออกแบบและปรับปรุงกระบวนการนี้ ทีมงานชาวจีนสามารถสร้างขั้นตอนปฏิกิริยาสั้นๆ ที่ใช้พลังงานเพียงเล็กน้อย ทำให้มีประสิทธิภาพการแปลงสูงถึง 86%

ระบบ ivBT ใหม่นี้ไม่เพียงแต่เปลี่ยนเมทานอลเป็นซูโครสเป็นครั้งแรกเท่านั้น แต่ยังสังเคราะห์แป้งด้วยการใช้พลังงานที่ต่ำกว่าวิธีการเดิมอีกด้วย แพลตฟอร์มนี้ยังสามารถขยายไปผลิตสารประกอบอื่นๆ เช่น อะมิโลส อะมิโลเพกติน เซลโลไบโอส และโอลิโกแซ็กคาไรด์ ซึ่งมีศักยภาพในการนำไปประยุกต์ใช้ในอาหารและยา

ตามที่ทีมวิจัยระบุ เมทานอลที่ใช้ในกระบวนการนี้สามารถผลิตได้จากไฮโดรจิเนชัน CO₂ หรือจากขยะอุตสาหกรรม

ก่อนหน้านี้ในปี 2021 ทีมอีกทีมหนึ่งจากสถาบันฟิสิกส์เคมีต้าเหลียน (อยู่ภายใต้ CAS เช่นกัน) ได้ประกาศเทคโนโลยีการผลิตเมทานอลที่อุณหภูมิต่ำประสิทธิภาพสูงจาก CO₂ ซึ่งช่วยปูทางไปสู่การประยุกต์ใช้ CO₂ เป็นวัตถุดิบที่ยั่งยืน

ปัจจุบันจีนบริโภคน้ำตาลประมาณ 15 ล้านตันต่อปี ซึ่ง 5 ล้านตันต้องนำเข้า การเพาะปลูกอ้อยและหัวบีทขนาดใหญ่กำลังสร้างแรงกดดันอย่างหนักต่อทรัพยากรที่ดินและน้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อประชากรโลกเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องและสภาพภูมิอากาศเปลี่ยนแปลง ดังนั้น การพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อผลิตน้ำตาลแบบ “ไม่ใช้พืชผล” จึงถือเป็นทิศทางเชิงกลยุทธ์

“ระบบของเรานำเสนอแนวทางที่มีแนวโน้มดีและเป็นอิสระจากพืชสำหรับการสังเคราะห์คาร์โบไฮเดรตเชิงโครงสร้างที่หลากหลายแบบ de novo” ผู้เขียนกล่าว พวกเขาหวังว่าแพลตฟอร์มนี้จะเป็นรากฐานสำหรับโรงงานชีวภาพที่มีความยืดหยุ่นและ “คาร์บอนเป็นลบ” ในอนาคต

แม้ว่าผลลัพธ์เบื้องต้นจะดูมีแนวโน้มดี แต่ทีมงานก็ยอมรับว่าจำเป็นต้องมีการปรับปรุงเอนไซม์เพิ่มเติม การปรับปรุงเสถียรภาพของระบบ และการตรวจสอบความสามารถในการปรับขนาดในอุตสาหกรรมในอนาคต

กลับสู่หัวข้อ

วีเอ็นเอ

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