Виробництво цукру з CO₂, без цукрової тростини чи цукрових буряків

Китайські вчені розробили біотехнологію, яка перетворює метанол, похідну CO₂, на білий цукор без вирощування цукрової тростини чи буряків.

Китайські вчені щойно оголосили про прорив у технології перетворення CO₂ на цукор - Фото: AFP

Дослідницька група з Тяньцзінського інституту промислової біотехнології Китайської академії наук (КАН) успішно розробила метод перетворення метанолу – простого спирту – на білий цукор (сахарозу), створивши передумови для перетворення захопленого CO₂ на їжу.

Метод, заснований на системі біотрансформації in vitro (ivBT), може синтезувати сахарозу без необхідності вирощування цукрової тростини або цукрового буряка, які є культурами, що потребують багато землі та води. Окрім сахарози, систему також можна адаптувати для виробництва інших складних вуглеводів, таких як фруктоза та крохмаль.

«Штучне перетворення CO₂ на їжу та хімікати — це перспективна стратегія для одночасного вирішення екологічних та демографічних проблем, а також сприяння досягненню вуглецевої нейтральності», — йдеться в публікації команди в журналі Science Bulletin (травень 2025 року).

Хоча у зменшенні CO₂ до простіших молекул досягнуто значного прогресу, синтез довголанцюгових вуглеводів, які поширені в природі, залишається серйозною проблемою. Розробивши та оптимізувавши процес, китайська команда змогла створити короткі реакційні стадії, які потребують мало енергії, досягнувши ефективності перетворення до 86%.

Нова система ivBT не лише вперше перетворює метанол на сахарозу, але й синтезує крохмаль з меншими енергоспоживаннями, ніж попередні методи. Платформу також можна розширити для виробництва інших сполук, таких як амілоза, амілопектин, целобіоза та олігосахариди, які мають потенційне застосування в харчовій та фармацевтичній промисловості.

За даними дослідницької групи, метанол, який використовується в процесі, може бути отриманий шляхом гідрогенізації CO₂ або з промислових відходів.

Раніше у 2021 році інша команда з Далянського інституту хімічної фізики (також під егідою CAS) оголосила про низькотемпературну, високоефективну технологію виробництва метанолу з CO₂, що проклало шлях для застосування CO₂ як екологічно чистої сировини.

Китай наразі споживає близько 15 мільйонів тонн цукру щороку, з яких 5 мільйонів тонн доводиться імпортувати. Масштабне вирощування цукрової тростини та цукрових буряків створює значний тиск на земельні та водні ресурси, особливо враховуючи зростання населення світу та зміну клімату. Тому розробка технології виробництва цукру «без врожаю» вважається стратегічним напрямком.

«Наша система пропонує перспективний, незалежний від рослин підхід до de novo синтезу структурно різноманітних вуглеводів», – зазначають автори. Вони сподіваються, що ця платформа закладе основу для гнучких та «вуглецево-негативних» біофабрик у майбутньому.

Хоча початкові результати є багатообіцяючими, команда визнає, що в майбутніх дослідженнях необхідна подальша оптимізація ферменту, покращення стабільності системи та перевірка промислової масштабованості.

Повернутися до теми

ВНА

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