Как из углекислого газа получить крахмал уравнение реакции

Китайские ученые синтезировали крахмал из углекислого газа

Москва. 25 сентября. INTERFAX.RU — Китайские ученые разработали способ получения крахмала из углекислого газа, говорится в сообщении Академии наук КНР.

«Новый способ позволяет переключить производство крахмала с традиционных сельскохозяйственных посадок на промышленное производство и открывает новый технический маршрут для синтеза сложных молекул из углекислого газа», — говорится в сообщении.

В настоящее время крахмал производится, в основном, из сельскохозяйственных культур, например, кукурузы, процесс включает в себя около 60 биохимических реакций, а также сложную физиологическую регуляцию. Теоретическая эффективность преобразования энергии при этом составляет всего около 2%.

Ученые из Тяньцзиньского института промышленной биотехнологии (TIB) Китайской академии наук разработали хемоферментную систему, в которой крахмал создается с помощью 11 основных реакций. В работе использована стратегия «строительных блоков», включающих химические и биологические каталитические модули для использования энергии высокой плотности и высокой концентрации углекислоты. По данным ученых, синтез позволяет производить крахмал из углекислого газа с эффективностью, в 8,5 раз превышающей биосинтез крахмала в кукурузе.

«Согласно текущим техническим параметрам, ежегодное производство крахмала в биореакторе объемом один кубический метр теоретически приравнивается к годовой урожайности крахмала от выращивания кукурузы на одной трети гектара без учета затрат энергии», — сообщил ведущий автор исследования Цай Тао.

Соавтор исследования Ма Яньхэ отметил, что такая технология поможет сэкономить более 90% обрабатываемых земель и ресурсов пресной воды. Также технология помогла бы избежать негативного воздействия на окружающую среду пестицидов и удобрений, повысить продовольственную безопасность человека, способствовать углеродно-нейтральной биоэкономике и в конечном итоге — формированию устойчивого общества, основанного на биотехнологиях, отмечается в сообщении.

Впервые в мире искусственный синтез крахмала из CO2 превосходит природу

Крахмал — важный материал для всего, начиная от выпечки хлеба и заканчивая производством бумаги, и можно многое сделать, если рационализировать способы его производства.

Ученым из Китая удалось сделать важный шаг вперед в этой области, разработав новую технологию, которая позволяет высокоэффективно превращать CO2 в крахмал, что может привести к значительной экономии земли и воды.

Синтез крахмала из углекислого газа

Учитывая широкое применение крахмала в производстве продуктов питания, текстиля, фармацевтических препаратов и многих других товаров, на него существует высокий мировой спрос. В настоящее время мы производим его в промышленных количествах с помощью растений, которые фотосинтезируют CO2, но этот процесс включает в себя около 60 биохимических реакций и требует огромного количества обрабатываемой земли и пресной воды.

Исследователи искали более простую форму производства крахмала, которая уменьшит нашу зависимость от традиционного сельского хозяйства, и теперь группа ученых из Китайской академии наук достигла большого прорыва. Исследователи разработали, по их словам, первый метод искусственного синтеза крахмала из CO2, и он во много раз эффективнее, чем процесс, происходящий естественным образом в растениях.

Ученые разработали гибридное решение, включающее так называемую хемоферментную систему и искусственный путь анаболизма крахмала. При этом CO2 сначала восстанавливается до метанола с помощью органического катализатора. Затем метанол подвергается воздействию ферментов, которые превращают его в сахарные единицы, которые затем превращаются в полимерный крахмал.

Весь процесс включает всего 11 основных реакций и позволяет получать крахмал из CO2 в 8,5 раз эффективнее, чем из кукурузы. По словам ученых, созданный синтетический крахмал имеет ту же структуру, что и натуральный, и может быть произведен на гораздо меньшей площади.

«Согласно текущим техническим параметрам, годовое производство крахмала в биореакторе объемом один кубический метр теоретически равно годовому урожаю крахмала при выращивании одной трети гектара кукурузы без учета затрат энергии», — говорит Цай Тао, ведущий автор исследования.

Команда считает, что этот прорыв предлагает новую научную основу для новых технологий, позволяющих производить промышленное количество крахмала из CO2. Это не только сэкономит землю и воду, но и поможет укрепить продовольственную безопасность и сократить использование вредных для окружающей среды пестицидов и удобрений.

«Если в будущем удастся снизить общую стоимость процесса до уровня, экономически сопоставимого с сельскохозяйственными посадками, ожидается, что это позволит сэкономить более 90 % обрабатываемых земель и пресноводных ресурсов», — говорит Ма Яньхэ, автор-корреспондент исследования. убликовано econet.ru по материалам newatlas.com

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! © econet

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Химики превратили углерод в крахмал

Это прорыв сразу в двух областях: технологиях захвата парниковых газов и их переработки и производства еды.

Ученые уже много лет разрабатывают способы превращения углекислого газа, который человек своей деятельностью производит чрезмерно, в полезные материалы. Например, в биотопливо и другие ценные вещества.

На этот раз китайским химикам удалось сделать из углерода пищевой продукт — чистый крахмал. Причем изобретенная методика генерирует крахмал в 8,5 раз быстрее, чем растения.

«Мы превратили смесь из углекислого газа и водорода в чистый крахмал с помощью неорганического катализатора на основе цинка и циркония, а также набора из нескольких ферментов. Нам удалось достичь рекордно высокой эффективности выработки крахмала, которая в 8,5 раз превышает типичные показатели такого рода для кукурузы и других растений», — объяснили преимущества своей технологии исследователи.

Необходимые ферменты были выбраны после того, как ученые проанализировали, как протекают реакции синтеза углевода в клетках высших растений.

На основе полученных данных химики подобрали цепочку из 11 реакций, в ходе которых углерод превратился в метанол, формальдегид, дигидроксиацетон и другие простейшие органические молекулы, необходимые для синтеза сахаров и крахмала.

После долгих экспериментов ученым удалось производить чистый крахмал из углерода за 4 часа.

Себестоимость проведенных реакций невысока, а значит метод для промышленного производства крахмала можно считать эффективным. Кроме этого, благодаря ему появится еще один экономический стимул для очистки атмосферы от СО2.