จีนสังเคราะห์น้ำตาลเฮกโซสเทียมจากคาร์บอนไดออกไซด์สำเร็จ
ผู้เชี่ยวชาญระบุว่า ความสำเร็จดังกล่าวทำให้เกิดกระบวนการในการในสังเคราะห์น้ำตาลที่มีความยืดหยุ่น มัลติฟังก์ชัน และมีประสิทธิภาพ ซึ่งช่วยเปิดประตูไปสู่กระบวนการทางเคมีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
เมื่อเร็ว ๆ นี้ นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนประสบความสำเร็จในการสังเคราะห์น้ำตาลจากคาร์บอนไดออกไซด์ในห้องปฏิบัติการได้อย่างมีประสิทธิภาพ ถือได้ว่าเป็นก้าวสำคัญของกระบวนการสังเคราะห์น้ำตาลเทียม
การสังเคราะห์ใช้เวลายาวนานกว่าสองปี ขณะนี้ได้ดำเนินการจนประสบความสำเร็จโดยทีมวิจัยจากศูนย์วิจัยอุตสาหกรรมเทคโนโลยีชีวภาพเทียนจินและศูนย์วิจัยฟิสิกส์เคมีต้าเหลียนของสถาบันวิจัยแห่งชาติจีน
งานวิจัยของพวกเขาได้รับการตีพิมพ์เมื่อเดือนสิงหาคมในบทความในวารสารวิทยาศาสตร์ของจีนซึ่งเป็นวารสารวิชาการหลากหลายสาขาวิชา
น้ำตาลเป็นแหล่งพลังงานหลักสำหรับร่างกายมนุษย์และเป็นวัตถุดิบสำคัญสำหรับการหมักเคมีในทางอุตสาหกรรม ส่วนใหญ่ได้มาจากการสกัดน้ำตาลจากผลิตผลทางการเกษตร เช่น อ้อย เป็นต้น
อย่างไรก็ตาม วิธีการสกัดแบบดั้งเดิมถูกจำกัดด้วยประสิทธิภาพในการแปลงพลังงานของการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช
นอกจากนี้ กระบวนการสกัดน้ำตาลยังได้รับผลกระทบจากการจัดหาวัตถุดิบที่ไม่มีความแน่นอน อันเนื่องมาจากความเสื่อมโทรมของสภาพดิน การขาดแคลนที่ดินในการเพาะปลูกและความเสื่อมโทรมของระบบนิเวศ ตลอดจนสภาพอากาศที่เลวร้ายและภัยพิบัติทางธรรมชาติที่เกิดจากภาวะโลกร้อน
ส่งผลให้กลุ่มนักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาวิจัยการสังเคราะห์น้ำตาลเทียมอย่างเข้มข้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา และนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกก็ได้มีส่วนร่วมในความพยายามนี้
ในการวิจัยล่าสุด นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนได้ปรับคาร์บอนไดออกไซด์ที่มีความเข้มข้นสูงกับวัตถุดิบอื่น ๆ ในสารละลายปฏิกิริยาตามสัดส่วนที่แน่นอน ด้วยความช่วยเหลือของตัวเร่งปฏิกิริยาทางเคมีและตัวเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์ พวกเขาได้น้ำตาล 4 ชนิด ได้แก่ กลูโคส อัลลูโลส ทากาโตส และแมนโนส
หยาง เจียงกัง ผู้วิจัยหลักในเรื่องนี้และผู้ช่วยวิจัยจากสถาบันเทียนจินระบุว่า การทดลองนี้ใช้เวลาประมาณ 17 ชั่วโมง ซึ่งสั้นกว่าเวลาที่ใช้ในการสกัดน้ำตาลแบบเดิมอย่างมาก
ประสิทธิภาพการสังเคราะห์น้ำตาลในการวิจัยครั้งนี้อยู่ที่ 0.67 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมง นับว่าสูงกว่าผลลัพธ์ที่นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกทำได้ก่อนหน้านี้ถึง 10 เท่า
หยาง เจียงกังกล่าวว่าอัตราการแปลงคาร์บอนไดออกไซด์เป็นน้ำตาลของกลูโคสสูงถึง 59.8 นาโนโมลของคาร์บอนต่อมิลลิกรัมของตัวเร่งปฏิกิริยาต่อนาที นับเป็นการผลิตน้ำตาลเทียมระดับสูงสุดที่เป็นที่รู้จักทั้งในประเทศและต่างประเทศ
การวิจัยนี้ยังประสบความสำเร็จในการควบคุมการสังเคราะห์น้ำตาลเทียมได้อย่างแม่นยำ
“ด้วยการควบคุมผลการเร่งปฏิกิริยาที่แตกต่างกันของเอนไซม์ต่าง ๆ ในทางทฤษฎีแล้ว น้ำตาลเกือบทุกชนิดสามารถสังเคราะห์ได้” หยาง เจียงกังกล่าว
สำหรับการวิจัยนี้ แมนเฟรด รีทซ์ สมาชิกของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติเยอรมันลีโอโปลดินา กล่าวว่าการเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นน้ำตาลถือเป็นงานที่ท้าทายเป็นพิเศษ
ประตูสู่กระบวนการทางเคมีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
ความสำเร็จของนักวิทยาศาสตร์ชาวจีนทำให้เกิดกระบวนการการสังเคราะห์น้ำตาลที่มีความยืดหยุ่น มัลติฟังก์ชันและมีประสิทธิภาพนี้จะช่วยเปิดประตูไปสู่กระบวนการทางเคมีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม รีทซ์กล่าว
กระบวนการทางเคมีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม คล้ายกันกับกระบวนการทางเคมีแบบยั่งยืน เป็นสาขาที่กำลังเติบโตที่มุ่งเน้นไปที่วิธีการใช้วัตถุดิบและพลังงานอย่างเต็มที่ในกระบวนการผลิตผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ ในขณะเดียวกันก็ลดหรือกำจัดการใช้และการสร้างสารที่เป็นอันตราย
การเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์เป็นน้ำตาลเป็นตัวอย่างหนึ่งของกระบวนการทางเคมีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เนื่องจากมีการดำเนินการภายใต้อุณหภูมิและความดันปกติ และไม่มีสารที่เป็นอันตรายใด ๆ
