Čínski vedci nedávno v laboratóriu dosiahli presnú celkovú syntézu cukru z oxidu uhličitého, čo predstavuje zásadný krok v umelej syntéze cukru.

Syntézu, ktorej realizácia trvala viac ako dva roky, dosiahli tímy z Inštitútu priemyselnej biotechnológie v Tianjin Čínskej akadémie vied a Inštitútu chemickej fyziky v Dalian na akadémii.

Ich výskum bol publikovaný minulý týždeň v článku v Chinese Science Bulletin, multidisciplinárnom akademickom časopise.

Cukor je hlavným zdrojom energie pre ľudské telo a kľúčovou surovinou pre priemyselnú fermentáciu a získava sa najmä extrakciou z plodín, ako je cukrová trstina.

Tradičný spôsob extrakcie je však obmedzený účinnosťou premeny energie rastlinnej fotosyntézy. Proces ťažby cukru bol navyše ovplyvnený neistými dodávkami surovín v dôsledku degradácie a nedostatku pôdy, degradácie ekosystémov a extrémneho počasia a prírodných katastrof spôsobených globálnym otepľovaním.

Výsledkom je, že umelá syntéza cukru bola v posledných rokoch vytrvalo skúmaná vedeckou komunitou a vedci z celého sveta prispeli k tomuto úsiliu.

Čínski vedci vo svojom najnovšom výskume upravili vysokokoncentrovaný oxid uhličitý a ďalšie suroviny v reakčnom roztoku v súlade s určitými pomermi. Pomocou chemických katalyzátorov a enzýmových katalyzátorov získali štyri druhy cukrov: glukózu, alulózu, tagatózu a manózu.

Experiment trval asi 17 hodín, čo je oveľa kratšie ako čas potrebný na tradičné metódy extrakcie cukru, tvrdí Yang Jiangang, hlavný autor článku a pridružený výskumník v inštitúte Tianjin.

Účinnosť syntézy cukru v tejto štúdii bola 0,67 gramu na liter za hodinu, čo bolo viac ako 10-krát viac ako predchádzajúce výsledky dosiahnuté vedcami na celom svete.

Yang povedal, že rýchlosť konverzie oxidu uhličitého na cukor glukózy dosiahla 59,8 nanomólov uhlíka na miligram katalyzátora za minútu. Ide o najvyššiu úroveň výroby umelého cukru, ktorá je známa doma aj vo svete.

Štúdia tiež dosiahla presnú kontrolu syntézy umelého cukru.

„Kontrolou rôznych katalytických účinkov rôznych enzýmov možno teoreticky syntetizovať takmer akýkoľvek typ cukru, “ povedal Yang.

Pokiaľ ide o štúdiu, Manfred Reetz, člen Nemeckej národnej akadémie vied Leopoldina, povedal, že premena oxidu uhličitého na cukry je obzvlášť náročná úloha.

Dvierka pre zelenú chémiu

Úspech čínskych vedcov poskytol flexibilnú, multifunkčnú a efektívnu cestu syntézy cukru, ktorá otvára dvere zelenej chémii, povedal Reetz.

Zelená chémia, podobne ako udržateľná chémia, je rozvíjajúca sa oblasť, ktorá sa zameriava na to, ako plne využiť suroviny a energiu v procese výroby zamýšľaného produktu a zároveň minimalizovať alebo eliminovať používanie a tvorbu škodlivých látok.

Premena oxidu uhličitého na cukor sa považuje za príklad zelenej chémie, pretože prebiehala za normálnych teplotných a tlakových podmienok a neposkytovala žiadne škodlivé látky.