دراسة صينية "ثورية": يمكن تصنيع النشا الاصطناعي في المختبر بكفاءة 8.5 مرة أكثر من الطبيعة

قام العلماء الصينيون بتطوير عملية صناعية لإنتاج النشا من ثاني أكسيد الكربون. إذا تم توسيع نطاقه بنجاح، فقد يحرر الأراضي الزراعية المستخدمة حاليًا لزراعة نباتات مثل الذرة والبطاطس.

وتنتج النباتات مادة النشا من ثاني أكسيد الكربون وأشعة الشمس لتخزين الطاقة وذلك من خلال عملية التمثيل الغذائي المعقدة. يتم استخدامه على نطاق واسع في صناعة المواد الغذائية. أيضاً يلعب النشا دورًا في صناعة الورق وإنتاج الوقود الحيوي وله تطبيقات أخرى.

طور فريق من الباحثين الصينيين عملية من 11 خطوة تقوم بتصنيع النشا بدقة في مفاعل حيوي. نُشرت ورقة تفصيلية عن اكتشافهم يوم الجمعة في مجلة Science.

قال ما يانهي، أحد المؤلفين الذي يرأس معهد تيانجين للبيولوجيا الصناعية (TIB)، لوسائل إعلام صينية: "يمكن صنع النشا في المستقبل من ثاني أكسيد الكربون في عملية مماثلة لتخمير الجعة".

تتضمن العملية محفزًا غير عضوي وثلاثة أنواع مختلفة من الإنزيمات المهندسة، والتي تحول ثاني أكسيد الكربون إلى أميلوز"amylose" وأميلوبكتين"amylopectin"، وهما نوعان من جزيئات الجلوكوز في النشا. قال الفريق إن المنتج الناتج له نفس التركيب الجزيئي مثل المتغير الطبيعي.

في بعض المقاييس، تكون العملية الاصطناعية أكثر كفاءة من تلك الموجودة في الطبيعة. يتوقع العلماء أن معدل تحويل ثاني أكسيد الكربون أعلى بحوالي 8.5 مرة من الذرة - أحد الأطعمة الأساسية المستخدمة في إنتاج النشا الصناعي. 

 يقولون إن مفاعلًا حيويًا بحجم متر مكعب واحد يعمل على تفاعلاتهم يمكن أن ينتج قدرًا من المنتج مثل حقل ذرة بمساحة 0.33 هكتار في بلدهم الأم، إذا أعطيت مدخلات طاقة كافية.

قال خبير في الأكاديمية الصينية للعلوم لصحيفة جلوبال تايمز"Global Times": "إن تصميم نظام بيولوجي اصطناعي لتخليق النشا بشكل مستقل عن التمثيل الضوئي للنبات هو تقنية تخريبية رئيسية سيكون لها تأثير كبير على العالم".

إذا كان من الممكن رفع مستوى الاكتشاف وجعله فعالاً من حيث التكلفة، فإن عمليات تصنيع النشا يمكن أن تحل محل جزء كبير من صناعة الزراعة. سيحرر الأراضي والمياه العذبة والموارد الأخرى المستخدمة حاليًا في الزراعة، ويقلل الاعتماد على الأسمدة والمبيدات، ويقلل اعتماد الإمدادات على تقلبات الطقس.

وتوقع الباحثون أنه سيكون ذا فائدة كبيرة لأشياء مثل التنوع البيولوجي، والاستدامة البيئية، والأمن الغذائي.

دراسة صينية "ثورية": يمكن تصنيع النشا الاصطناعي في المختبر بكفاءة 8.5 مرة أكثر من الطبيعة

دراسة صينية،تصنيع النشا الاصطناعي،المختبر،بكفاءة 8.5 مرة أكثر من الطبيعة،ثاني أكسيد الكربون،النشا،مجلة Science،TIB،أميلوز،amylose، ،أميلوبكتين،جلوكوز

النشرة البريدية