La revista Paper in Science detalla el sistema para reducir el dióxido de carbono a metanol, que las enzimas convierten en unidades de azúcar de carbono y luego en almidón.
Investigadores de un instituto dependiente de la Academia de Ciencias de China han desarrollado una forma de crear artificialmente almidón a partir de dióxido de carbono mucho más rápido de lo que las plantas pueden hacerlo de forma natural, lo que podría reducir la cantidad de tierras de cultivo necesario para cultivos de almidón.
Pero se necesita más investigación para que el proceso se industrialice y otros científicos dijeron que la fuente de energía determinaría si el método de uso intensivo de energía era sostenible.
Los investigadores del Instituto de Biotecnología Industrial de Tianjin dijeron que habían desarrollado un proceso que produciría almidón en laboratorios 8,5 veces más rápido que el ciclo de síntesis de almidón en el maíz, lo que resultó en un producto que dijeron que era el mismo que el almidón natural.
"Solo necesitamos unas pocas horas en el laboratorio para completar el proceso que toma unos meses por las plantas", dijo el autor principal Cai Tao, investigador asociado del instituto en Tianjin, a la emisora estatal CCTV.
"La producción anual de almidón en un biorreactor de 1 metro cúbico (35 pies cúbicos) teóricamente equivale al rendimiento anual de cultivar un tercio de hectárea (35.500 pies cuadrados) de maíz sin considerar el aporte de energía".
En la naturaleza, muchas plantas utilizan la luz solar como fuente de energía para convertir el agua y el dióxido de carbono en oxígeno y azúcares. Los carbohidratos suministran energía a las plantas y animales que comen plantas.
El almidón es una fuente importante de calorías en la dieta humana y una importante materia prima industrial. Es producido principalmente por cultivos como el maíz.
Ahora, el equipo chino ha desarrollado un sistema en el que el dióxido de carbono se reduce a metanol mediante un catalizador y luego se convierte mediante enzimas en unidades de azúcar de carbono y luego en almidón. Publicaron sus hallazgos en la revista Science revisada por pares el viernes de la semana pasada.
"Si el costo total del proceso se puede reducir a un nivel económicamente comparable con la siembra agrícola en el futuro, se espera que se ahorre más del 90% de la tierra cultivada y los recursos de agua dulce", dijo Ma Yanhe, director del instituto en Tianjin.
El instituto dijo que el nuevo método podría reducir el efecto de los fertilizantes y pesticidas en el medio ambiente.
Pero el equipo dijo que se necesita más investigación antes de que el método pueda industrializarse.
“Todavía está en la etapa de laboratorio y tendremos más desafíos científicos en el futuro. Si se puede industrializar, brindará un fuerte apoyo para la seguridad alimentaria, la utilización de dióxido de carbono y los objetivos máximos de carbono y neutralidad de carbono”, dijo Ma a la emisora estatal CCTV.
Shao Minhua, director asociado del instituto de energía de HKUST, dijo que el estudio había dado un paso más en la conversión del metanol, un producto de la reducción del dióxido de carbono, en alimentos.
"Los investigadores han intentado reducir el dióxido de carbono utilizando energía renovable en otros productos químicos, como etileno, metanol, etanol, etc., como una forma de almacenar energía", dijo Shao.
"El principal avance de este trabajo es proponer una posible vía para producir almidón a partir de [metanol] con una alta eficiencia teórica del 61%".
Harvey Millar, director del Centro de Excelencia en Biología de Energía Vegetal del Consejo de Investigación de Australia en la Universidad de Australia Occidental, dijo que el nuevo método no significaba un cambio inmediato de la agricultura a la síntesis; no era rentable hasta que se optimizaban los problemas de ingeniería.
"Es interesante sin duda, pero no impedirá que la gente cultive plantas en la agricultura para obtener almidón en el corto plazo", dijo.
“[Los científicos] tienen que producir y seguir reemplazando las enzimas sintéticas que usan, ya que no son estables por mucho tiempo”, dijo, y agregó que las plantas mantendrían su ventaja porque podrían reemplazar de manera eficiente las enzimas dentro de sus células.
“El método también involucra altas temperaturas, presiones y altas concentraciones de reactivos, especialmente para la hidrogenación de dióxido de carbono a metanol que será costoso de seguir usando.
“Como los autores reconocen plenamente en el documento, esto todavía está muy lejos de ser más eficiente en términos económicos en comparación con lo que una semilla, la luz del sol y el agua pueden lograr en una planta de maíz u otro cultivo formador de almidón”, dijo Millar.
Traducción: Cecilia González P.
Publicado: 05 de octubre de 2021
Fuente: South China Morning Post
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