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Amido sintético a partir de dióxido de carbono

Cientistas chineses produziram amido sintético a partir do dióxido de carbono (CO_2) pela primeira vez. Possibilitando a produção industrial.

Fonte: Phys.org (Traduzido para o Português)

A nova rota torna possível mudar o modo de produção tradicional agrícola de amido para a manufatura industrial, abrindo um novo caminho para sintetizar moléculas complexas a partir do CO_2.

O amido é um componente importante dos grãos e uma importante matéria-prima industrial. Atualmente, é produzido por safras como o milho, fixando o CO_2 por meio da fotossíntese. Este processo envolve 60 reações bioquímicas, assim como uma complexa regulação fisiológica. A eficiência teórica de conversão de energia é de apenas 2%.

Cientistas do instituto Tianjin de Biotecnologia Industrial (TIB) da Academia Chinesa de Ciências (CAS) projetaram um sistema quimioenzimático e uma rota anabólica de amido artificial, consistindo em apenas 11 reações centrais para converter CO_2 em amido.

Esta rota foi estabelecida por uma estratégia de “bloco de construção”, no qual os pesquisadores integraram módulos catalizadores químicos e biológicos para utilizar energia de alta densidade e alta concentração de CO_2 de uma forma biotecnologicamente inovadora. 

ciclo de produção de amido sintético
O ciclo de produção de amido sintético. Infelizmente não consegui encontrar uma imagem completa. Fonte: Science.org.

Os pesquisadores otimizaram este sistema híbrido usando segregação espacial e temporal, abordando questões como competição de substrato, inibição de produto e adaptação termodinâmica.

A rota artificial pode produzir amido a partir de CO_2 com uma eficiência 8,5 vezes maior do que a biossíntese de amido em milho, sugerindo um grande passo além da natureza. Fornece uma nova base científica para criar sistemas biológicos com funções sem precedentes.

“De acordo com os atuais parâmetros técnicos, a produção anual de amido em um biorreator de um metro cúbico, teoricamente equivale a produção anual de amido do cultivo de 1/3 de hectare de milho, sem considerar a energia de entrada”, disse Cai Tao, o autor principal do estudo.

“Se futuramente, o custo total do processo pode ser reduzido a um nível economicamente comparável com a agricultura, espera-se economizar mais de 90% da terra cultivável e de água doce”, disse Ma Yanhe, autor correspondente do estudo.

Além disso, também pode ajudar a evitar os impactos ambientais negativos causados pelo uso de pesticidas e fertilizantes, melhorar a segurança alimentar, facilitar uma bioeconomia neutra em carbono e, eventualmente promover a formação de uma sociedade sustentável de base biológica.

A TIB se concentrou em biossíntese de amido artificial usando CO_2 desde 2015. Para realizar tal pesquisa, todos os tipos de recursos para a inovação foram reunidos e a integração de “disciplina, tarefa e plataforma” foi reforçada para alcançar uma coordenação eficiente dos esforços de pesquisa.

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