PARTNERZY PORTALU
  • partner portalu farmer.pl
  • partner portalu farmer.pl

Rolnictwo bez roślin: z dwutlenku węgla i wodoru... wyprodukowano skrobię

Rolnictwo bez roślin: z dwutlenku węgla i wodoru... wyprodukowano skrobię
Aby dokonać syntezy skrobi i magazynować ją, rośliny potrzebują ponad 60 reakcji metabolicznych, których kontrolowanie nie jest proste, fot. Shutterstock

Autor:

Dodano:

Tagi:

Naukowcy w wyjątkowo wydajny energetycznie sposób wyprodukowali skrobię... z dwutlenku węgla i wodoru. Zrobili to bez pomocy żywych komórek, co może zapoczątkować przewrót nie tylko w rolnictwie. O osiągnięciu z Chin informuje “Science”.



W procesie fotosyntezy rośliny, z dwutlenku węgla i wody, wytwarzają glukozę. Część glukozy jest magazynowana w formie nierozpuszczalnego wielocukru - skrobi - w owocach, nasionach, kłączach i bulwach, w których komórkach odkłada się w postaci drobnych ziaren. Największe takie ziarna występują w ziemniakach. Skrobia, którą pozyskuje się między innymi z ziemniaków, manioku i kukurydzy, jest głównym źródłem energii w diecie człowieka i ważnym surowcem dla przemysłu spożywczego, papierniczego oraz farmaceutycznego. W mniejszym stopniu znajduje zastosowanie także w przemyśle włókienniczym, kosmetycznym, tekstylnym oraz do produkcji klejów (dlatego w oblężonym Leningradzie klej do tapet stał się poszukiwanym artykułem spożywczym).

Aby dokonać syntezy skrobi i magazynować ją, rośliny potrzebują ponad 60 reakcji metabolicznych, których kontrolowanie nie jest proste. Teoretyczna wydajność przekształcania energii promieni słonecznych w energię zawartą w skrobi to zaledwie 2 proc. Tymczasem niedobór żywności i zmiana klimatu związana z masowym wykorzystaniem energii paliw kopalnych są jednymi z głównych wyzwań stojących przed mieszkańcami Ziemi.

Wyniki trwających sześć lat badań naukowców z instytutu badawczego Chińskiej Akademii Nauk (CAS) w Tianjin obiecują rozwiązanie wielu problemów jednocześnie. Wynika z nich, że można byłoby efektywnie wykorzystać energię, ograniczyć emisję dwutlenku węgla, zredukować tereny uprawne i zapewnić wyżywienie większej liczbie osób. Hybrydowa metoda chemiczno-biochemiczna - synteza skrobi z dwutlenku węgla i wodoru - nie wymaga komórek roślinnych. Nazwano ją ASAP (artificial starch anabolic pathway).

Na ASAP składa się 11 podstawowych reakcji. Naukowcom z Instytutu Biologii Przemysłowej w Tianjin (TIB) udało się zoptymalizować "wąskie gardła" syntezy dzięki zastępowaniu i modyfikacji enzymów. W rezultacie reakcja przekształcania CO2 w skrobię w systemie chemoenzymatycznym z segregacją przestrzenną i czasową zachodzi z szybkością 22 nanomoli CO2 na minutę na miligram całkowitego katalizatora, czyli 8,5 raza szybciej niż w przypadku "prawdziwej" kukurydzy. Przy odpowiednim dopływie energii roczna produkcja skrobi z 1 m3 bioreaktora byłaby równoważna rocznej produkcji skrobi z 5 mu (0,33 ha) uprawy kukurydzy w Chinach.

Dwutlenek węgla jest redukowany do metanolu przez katalizator nieorganiczny, a następnie przekształcany przez enzymy najpierw do cząsteczek cukrów prostych, a następnie do polimerycznej skrobi. Ten sztuczny szlak anaboliczny opiera się na zmodyfikowanych rekombinowanych enzymach z wielu różnych organizmów źródłowych i może być dostrojony do wytwarzania amylozy lub amylopektyny. Są to dwie główne odmiany skrobi, naturalna skrobia jest ich mieszaniną w proporcji zależnej od pochodzenia.

Autorzy są przekonani, że ich odkrycie będzie miało rewolucyjny wpływ na przyszłą produkcję rolną i bioprodukcję. Dyrektor TIB, Ma Yanhe, porównał proces do wytwarzania piwa, a profesor nadzwyczajny Cai Tao, główny autor artykułu zaznaczył, że jeśli przyszły koszt syntezy stanie się opłacalny w porównaniu z rolnictwem, można będzie zaoszczędzić ponad 90 proc. gruntów ornych, ogromne ilości wody oraz uniknąć negatywnego wpływu pestycydów i nawozów chemicznych na środowisko.



Podobał się artykuł? Podziel się!
×

WSZYSTKIE KOMENTARZE (1)

  • Maniek 2021-09-28 11:44:59
    Słowem jak to wypali to rolnictwo stanie się niepotrzebnie. Super!

PISZESZ DO NAS Z ADRESU IP: 3.236.51.151
Dodając komentarz, oświadczasz, że akceptujesz regulamin forum

KONTAKT24

Widziałeś, słyszałeś coś ważnego? Byłeś świadkiem niecodziennego wydarzenia? Napisz do nas! Opublikujemy, zainterweniujemy, pokażemy całemu światu. Jesteśmy dla Was 24 h na dobę, 7 dni w tygodniu.

DODAJ PLIKI

Kliknij lub przeciągnij pliki z dysku i upuść. Max. rozmiar pliku 4 MB.

Drogi Użytkowniku!

W związku z odwiedzaniem naszych serwisów internetowych możemy przetwarzać Twój adres IP, pliki cookies i podobne dane nt. aktywności lub urządzeń użytkownika. Jeżeli dane te pozwalają zidentyfikować Twoją tożsamość, wówczas będą traktowane dodatkowo jako dane osobowe zgodnie z Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady 2016/679 (RODO).

Administratora tych danych, cele i podstawy przetwarzania oraz inne informacje wymagane przez RODO znajdziesz w Polityce Prywatności pod tym linkiem.

Jeżeli korzystasz także z innych usług dostępnych za pośrednictwem naszych serwisów, przetwarzamy też Twoje dane osobowe podane przy zakładaniu konta, rejestracji na eventy, zamawianiu prenumeraty, newslettera, alertów oraz usług online (w tym Strefy Premium, raportów, rankingów lub licencji na przedruki).

Administratorów tych danych osobowych, cele i podstawy przetwarzania oraz inne informacje wymagane przez RODO znajdziesz również w Polityce Prywatności pod tym linkiem. Dane zbierane na potrzeby różnych usług mogą być przetwarzane w różnych celach, na różnych podstawach oraz przez różnych administratorów danych.

Pamiętaj, że w związku z przetwarzaniem danych osobowych przysługuje Ci szereg gwarancji i praw, a przede wszystkim prawo do odwołania zgody oraz prawo sprzeciwu wobec przetwarzania Twoich danych. Prawa te będą przez nas bezwzględnie przestrzegane. Jeżeli więc nie zgadzasz się z naszą oceną niezbędności przetwarzania Twoich danych lub masz inne zastrzeżenia w tym zakresie, koniecznie zgłoś sprzeciw lub prześlij nam swoje zastrzeżenia pod adres odo@ptwp.pl. Wycofanie zgody nie wpływa na zgodność z prawem przetwarzania dokonanego przed jej wycofaniem.

W dowolnym czasie możesz określić warunki przechowywania i dostępu do plików cookies w ustawieniach przeglądarki internetowej.

Jeśli zgadzasz się na wykorzystanie technologii plików cookies wystarczy kliknąć poniższy przycisk „Przejdź do serwisu”.

Zarząd PTWP-ONLINE Sp. z o.o.