Zucchero dalla CO2: la Cina trasforma anidride carbonica in cibo per rivoluzionare la sicurezza alimentare

Un gruppo di scienziati cinesi ha sviluppato un metodo innovativo per trasformare la CO2 in metanolo, un tipo di alcol,e a sua volta questo prodotto in zucchero bianco. Questa scoperta potrebbe rivoluzionare la sicurezza alimentare partendo direttamente dalla sintesi, permettendo di convertire l’anidride carbonica catturata in cibo.

Lo zucchero dal metanolo: una soluzione sostenibile

Nel 2021, i ricercatori dell’Istituto di Fisica Chimica di Dalian dell’Accademia Cinese delle Scienze hanno rivelato un metodo ad alta efficienza e a bassa temperatura per produrre metanolo dall’idrogenazione dell’anidride carbonica. Da questa molecola si è partiti per la produzione dello zucchero.

Da questo primo studio sulla IvBT In Vitro Bio Transformation, si è passati alla produzione di molecole sempre più complesse, giungendo quindi al fruttosio,, al glucosio e quindi al saccarosio, lo zucchero alimentare comunemente usato, ottenendo zuccheri ad alto tenore di carbonio (C≥12).

Utilizzando una strategia di scansione dei percorsi per ottimizzare il proprio sistema, il team è stato in grado di sviluppare un percorso con fasi di reazione brevi e un basso consumo energetico, ottenendo un elevato rendimento di conversione dell’86%.

Il sistema di biotrasformazione messo a punto dal team elimina la necessità di coltivare canna da zucchero o barbabietola da zucchero, colture che richiedono ampie superfici di terra e grandi quantità d’acqua.

Il metanolo, che può derivare da rifiuti industriali o essere prodotto idrogenando l’anidride carbonica, viene convertito in saccarosio (il comune zucchero bianco) utilizzando enzimi. Questa metodologia è stata adattata anche per produrre altri carboidrati complessi come fruttosio e amido.

La preoccupazione della Cina per la sicurezza alimentare

La Cina è fortemente preoccupata per la sicurezza alimentare. Il paese consuma circa 15 milioni di tonnellate di zucchero all’anno, di cui un terzo viene importato. Nonostante le condizioni climatiche adatte alla coltivazione di canna e barbabietola, la vasta estensione di terra e la notevole quantità d’acqua necessarie per queste colture rappresentano una sfida significativa, soprattutto in un contesto di crescita demografica globale e di crescenti pressioni sull’agricoltura a causa dei cambiamenti climatici.

Questa ricerca si inserisce in un più ampio sforzo cinese per trovare soluzioni sostenibili e scalabili alla produzione alimentare. L’obiettivo è ridurre la dipendenza dalle importazioni e garantire l’approvvigionamento alimentare per la sua vasta popolazione.

Innovazione e sicurezza alimentare

Gli scienziati sottolineano che la conversione artificiale dell’anidride carbonica in cibo e prodotti chimici offre una strategia promettente per affrontare le sfide ambientali e demografiche, senza impiego di terreni agricoli per prodotti di base. Sebbene la riduzione dell’anidride carbonica a molecole più semplici abbia avuto successo, la creazione di carboidrati a catena lunga (le sostanze più abbondanti in natura) ha rappresentato una sfida significativa fino ad ora.

Il nuovo sistema, sviluppato dall’Istituto di Biotecnologie Industriali di Tianjin e dall’Accademia Cinese delle Scienze, ha dimostrato un’elevata efficienza, con una resa di conversione dell’86%.

Oltre al saccarosio, la piattaforma può biosintetizzare amido con un minor dispendio energetico rispetto ai metodi precedenti. Questo lavoro getta le basi per lo sviluppo futuro di piattaforme di produzione biologica flessibili e a impatto zero sul carbonio. Saranno necessarie ulteriori ricerche per rendere questi sistemi scalabili e robusti.