นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนประสบความสำเร็จ พัฒนาแป้งสังเคราะห์จากคาร์บอนไดออกไซด์ได้เป็นประเทศแรกในโลก

การศึกษาของนักวิทยาศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีชีวภาพอุตสาหกรรมเทียนจินแห่งสถาบันวิทยาศาสตร์จีนซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Science ในวันนี้ 24 กันยายน 2021 แสดงให้เห็นว่า นักวิจัยจากจีนกลุ่มนี้คิดค้นวิธีสังเคราะห์แป้งจากคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ได้เป็นผลสำเร็จ ประเทศแรกในโลก

แป้ง เป็นรูปแบบกักเก็บคาร์โบไฮเดรต ส่วนประกอบหลักของเมล็ดพืชและวัตถุดิบทางอุตสาหกรรมที่สำคัญ ซึ่งปัจจุบันส่วนใหญ่ผลิตโดยพืชผลเช่นข้าวโพดและข้าว โดยมีคาร์บอนไดออกไซด์เป็นวัตถุดิบสำคัญที่นำเข้าไปในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาทางชีวเคมีประมาณ 60 ปฏิกิริยาและการควบคุมทางกายภาพที่ซับซ้อน โดยมีประสิทธิภาพการแปลงพลังงานเพียง 2 เปอร์เซ็นต์ในทางทฤษฎี

วิธีการใหม่นี้ทำให้สามารถเปลี่ยนการผลิตแป้งจากการปลูกทางการเกษตรแบบดั้งเดิมเป็นการผลิตเชิงอุตสาหกรรม และเป็นเทคนิคใหม่สำหรับการสังเคราะห์โมเลกุลที่ซับซ้อนจาก CO2  ตามการอธิบายจาก Ma Yanhe หนึ่งในทีมวิจัย

Anabolic Starch Anabolic Pathway (ASAP) คือสิ่งที่ทางทีมวิจัยได้นำเสนอ ซึ่งเป็นการพัฒนาการสังเคราะห์แป้งแบบเทียม ประกอบด้วยปฏิริยาแกนกลาง 11 ปฏิกิริยา โดยสร้างขึ้นผ่านการประกอบและการทดแทนแบบแยกส่วนและปรับให้เหมาะสมโดยวิศวกรรมโปรตีนของเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับ 3 เอนไซม์แบบ Bottleneck-associated

ในงานวิจัยที่ตีพิมพ์ ทางทีมวิจัยได้ระบุว่า ในระบบเคมีที่เกิดขึ้นขับเคลื่อนด้วยไฮโดรเจน จะเปลี่ยน CO2 เป็นแป้งในอัตรา 22 นาโนโมลของ CO2 ต่อนาทีต่อมิลลิกรัมของตัวเร่งปฏิกิริยาทั้งหมด ซึ่งสูงกว่าอัตราการสังเคราะห์แป้งในข้าวโพดถึง 8.5 เท่า"

โดย Cai Tao หัวหน้าทีมวิจัย ย้ำว่า “แป้งที่ได้เหมือนกับแป้งที่ผลิตขึ้นเองตามธรรมชาติในแง่ขององค์ประกอบและคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของแป้ง”

กล่าวโดยสรุปคือ ทีมวิจัยทีมนี้ประสบความสำเร็จในการคิดค้นวิธีการสังเคราะห์แป้งที่ได้ปริมาณแป้งมากกว่าวิธีการสังเคราะห์แสงตามธรรมชาติทั่วไป ซึ่งหากสามารถปรับต้นทุนโดยรวมของระบบนี้ ให้อยู่ในระดับที่สามารถนำไปใช้ได้จริงในการปลูกพืชทางการเกษตรในอนาคต คาดว่าจะสามารถประหยัดพื้นที่เพาะปลูกและการใช้น้ำได้มากกว่า 90 เปอร์เซ็นต์ ตามที่นักวิจัยทีมนี้ระบุ นอกจากนี้ยังสามารถช่วยหลีกเลี่ยงผลกระทบด้านลบของการใช้ยาฆ่าแมลงและปุ๋ยต่อสิ่งแวดล้อม และบรรเทาปัญหาการขาดแคลนอาหารได้อีกด้วย

แหล่งข้อมูล:

https://news.cgtn.com/news/2021-09-24/Chinese-scientists-synthesize-starch-from-CO2-in-global-first-13O9q0InKlG/index.html?fbclid=IwAR3HWMui1qW8rKRUqJwvHLNOQvuGAzPm7X3TyFgWBxjXUZ4zN1sp_reSGok

https://www.facebook.com/permalink.php?story_fbid=346280787240475&id=117547923447097