به گزارش تجارت نیوز، دانشمندان چینی در گامی نوآورانه موفق شدند با استفاده از متانول، ماده‌ای که می‌تواند از دی اکسید کربن مشتق شود، ساکارز و دیگر قندهای پیچیده تولید کنند. این فناوری می‌تواند آینده‌ای بدون نیاز به کشاورزی را برای تأمین غذا و مواد دارویی رقم بزند.
تولید شکر از کربن
در فناوری جدیدی که توسط پژوهشگران مؤسسه بیوتکنولوژی صنعتی تیانجین، وابسته به آکادمی علوم چین (CAS) توسعه یافته است، دیگر نیازی به زمین‌های زراعی، آب فراوان یا منابع گیاهی برای تولید شکر نیست. این تیم با استفاده از روشی به‌نام «زیست‌دگرگونی آزمایشگاهی» (ivBT)، موفق شد متانول را – که از زباله‌های صنعتی یا حتی دی‌اکسیدکربن تصفیه‌شده قابل تولید است – به ساکارز تبدیل کند.
در این روش، ترکیبی از آنزیم‌های مهندسی‌شده به‌کار گرفته شده‌اند که می‌توانند واکنش‌های زنجیره‌ای سریع و با انرژی کم را ایجاد کرده و در نهایت مولکول‌های پیچیده قندی را بسازند. این روند نه‌تنها نیاز به منابع طبیعی پرهزینه را کاهش می‌دهد، بلکه پتانسیل بازیافت دی‌اکسیدکربن و تبدیل آن به غذا را نیز ایجاد می‌کند.
عملکرد چشمگیر؛ تولید ساکارز با راندمان ۸۶ درصد
پژوهشگران گزارش دادند که توانسته‌اند با استفاده از این فناوری، ساکارز را با نرخ تبدیل بسیار بالای ۸۶ درصد از متانول تولید کنند. این میزان بازدهی در مقایسه با سایر روش‌های شیمیایی یا زیستی، یک پیشرفت چشمگیر محسوب می‌شود.
افزون بر این، این سیستم قابلیت تنظیم برای تولید سایر کربوهیدرات‌های مهم مانند نشاسته، فروکتوز، آمیلوز و حتی ترکیبات دارویی مانند سلوبیوز و الیگوساکاریدها را نیز دارد.
آن‌ها در مقاله‌ای که در مجله Science Bulletin منتشر شد، نوشتند: «تبدیل مصنوعی دی اکسید کربن به مواد غذایی، مسیری امیدبخش برای مقابله با چالش‌های جمعیتی، کمبود زمین کشاورزی و بحران کربن است.»
چرا این کشف مهم است؟
کشورهایی مانند چین با جمعیتی حدود ۱.۴ میلیارد نفر، هر ساله به واردات حدود ۵ میلیون تن شکر برای تأمین تقاضای ۱۵ میلیون تنی خود نیاز دارند. این در حالی است که کشاورزی سنتی با تهدیداتی مانند گرمایش زمین، خشکسالی و کاهش زمین‌های حاصل‌خیز مواجه شده است.
ایجاد چنین فناوری‌هایی، می‌تواند نه‌تنها وابستگی به واردات را کاهش دهد، بلکه روشی جدید برای تولید غذا در فضاهای صنعتی، یا حتی در فضاپیماها و زیستگاه‌های فضایی آینده باشد.
از گاز گلخانه‌ای تا غذا: حلقه‌ای نو در اقتصاد کربن
این پروژه تنها یک تلاش مستقل نیست. پیش‌تر در سال ۲۰۲۱، تیمی دیگر در چین روشی کارآمد برای تبدیل مستقیم دی اکسید کربن به متانول در دمای پایین توسعه داده بود. اکنون، با اتصال این دو نوآوری، می‌توان از گاز گلخانه‌ای دی اکسید کربن، یک مسیر پیوسته تا تولید قند ترسیم کرد.
به‌عبارت دیگر، می‌توان زباله‌های کربنی را بازیافت و به غذای انسانی یا مواد دارویی باارزش تبدیل کرد – مدلی از اقتصاد چرخه‌ای که می‌تواند آینده‌ای پایدارتر برای زمین ترسیم کند.
چالش‌ها و چشم‌انداز آینده
با اینکه این فناوری پیشرفته گامی مهم به‌سوی آینده‌ای بدون وابستگی به کشاورزی سنتی است، اما هنوز برای تولید انبوه نیاز به کار بیشتری دارد. مهم‌ترین چالش‌ها عبارتند از:
- کاهش هزینه تولید آنزیم‌ها
- افزایش پایداری و دوام آنزیم‌ها در چرخه‌های صنعتی
- بهینه‌سازی فرایند برای مقیاس‌های تجاری و صنعتی
پژوهشگران اعلام کرده‌اند که در فاز بعدی، تمرکز خود را بر بهبود سیستم‌های آنزیمی و توسعه پلتفرم‌های انعطاف‌پذیرتر برای کاربردهای صنعتی خواهند گذاشت.
کشف روش تبدیل متانول به شکر، نه‌تنها راه را برای تولید غذا در شرایط سخت و بدون منابع طبیعی باز می‌کند، بلکه نقطه عطفی در مبارزه با بحران‌های زیست‌محیطی، کمبود غذا و گرمایش جهانی است. این فناوری، پتانسیل تبدیل کربن را از یک تهدید به یک منبع ارزشمند غذایی فراهم کرده و در آینده‌ای نه‌چندان دور، می‌تواند ساختار کشاورزی، صنایع غذایی و حتی اقتصاد کربن را متحول سازد.
