Искусственный фотосинтез для экологически чистого производства продуктов питания

Jan 16, 2024

Обеспечение продовольствием постоянно растущего населения мира и одновременная защита окружающей среды часто являются противоречивыми целями. Теперь исследователи из Мюнхенского технического университета (TUM)успешно разработал метод для синтетического производства пищевого белка с использованием искусственного фотосинтеза. Производство кормов для животных является основной движущей силой высокого спроса на большие объемы пищевого белка, который также подходит для использования в продуктах-заменителях мяса.

Группа под руководством профессора Фолькера Зибера в Кампусе ТУМ по биотехнологии и устойчивому развитию (TUMCS) преуспела в производстве аминокислоты L-аланин, важного строительного элемента белков, из экологически вредного газа CO2. В их непрямом биотехнологическом процессе в качестве промежуточного продукта используется метанол. До сих пор белок для корма для животных обычно производился в южном полушарии, что требовало крупномасштабных сельскохозяйственных площадей и имело негативные последствия для биоразнообразия.

CO2, который удаляется из атмосферы, сначала превращается в метанол с использованием экологически чистого электричества и водорода. Новый метод превращает это промежуточное соединение в L-аланин в многоэтапном процессе с использованием синтетических ферментов; метод чрезвычайно эффективен и дает очень высокие урожаи. L-аланин — один из важнейших компонентов белка, который необходим для питания как людей, так и животных.

Зибер, профессор химии биогенных ресурсов ТУМ, объясняет: «По сравнению с выращиванием растений, этот метод требует гораздо меньше места для создания того же количества L-аланина, когда используемая энергия поступает из источников солнечной или ветровой энергии. Эффективное использование пространства означает, что своего рода искусственный фотосинтез можно использовать для производства того же количества продуктов питания на значительно меньших акрах. Это открывает путь к меньшему экологическому следу в сельском хозяйстве».

Производство L-аланина — лишь первый шаг для ученых. «Мы также хотим производить другие аминокислоты из CO2 с использованием возобновляемых источников энергии и еще больше повысить эффективность процесса реализации», — говорит соавтор Вивиан Виллерс, которая разработала этот процесс в качестве докторанта в кампусе TUM в Штраубинге. Исследователи добавляют, что проект является хорошим примером того, как биоэкономика и водородная экономика в сочетании могут позволить добиться большей устойчивости.

- Этот пресс-релиз был первоначально опубликован на веб-сайте Мюнхенского технического университета.