Çin doğrudan karbondioksitten nişasta üretti: On kat verimli

Çinli bilim insanları, gıdadan tekstile kadar pek çok sektörün ana girdisi olan nişastayı, bitkilere ihtiyaç duymadan laboratuvar ortamında üretmeyi başardı. Karbondioksiti hammadde olarak kullanan bu yeni yöntem, verimliliği 10 kat artırırken tarım arazisi ve su kullanımında yüzde 90 tasarruf vadediyor.

Küresel iklim değişikliği ve artan nüfus, gıda ve endüstriyel hammadde güvenliğini tehdit ederken, biyoteknoloji dünyasından heyecan verici bir haber geldi. Tianjin Endüstriyel Biyoteknoloji Enstitüsü araştırmacıları, fotosenteze veya bitkilere ihtiyaç duymadan, sadece enzimler ve karbondioksit (CO2) kullanarak nişasta sentezlemenin yolunu buldu.

Araştırma ekibi, 2021 yılında ilk denemelerini yaptığı bu süreci geliştirerek, önceki yöntemlere kıyasla 10 kat daha verimli hale getirmeyi başardı. Bu gelişme, endüstriyel ölçekte yapay nişasta üretiminin ticari olarak uygulanabilir hale gelmesi yolunda kritik bir eşik olarak değerlendiriliyor.

MISIR TARIMINA ALTERNATİF MODEL

Nişasta; sadece gıda sektöründe tatlandırıcı ve kıvam artırıcı olarak değil, kağıt, tekstil, ilaç, yapıştırıcı ve plastik endüstrisinde de hayati bir hammadde olarak kullanılıyor.

Günümüzde endüstriyel nişastanın büyük bir bölümü mısırdan elde ediliyor. Ancak bu yöntem, geniş tarım arazileri, yoğun su tüketimi, gübre ve böcek ilacı kullanımı gerektiriyor. Ayrıca endüstriyel nişasta için mısır yetiştirilmesi, gıda arzı ile doğrudan rekabet ederek gıda fiyatları üzerinde baskı oluşturuyor.

Geliştirilen yeni sentetik yöntem ise "aracı" olan bitkiyi ortadan kaldırarak, laboratuvar ortamında kontrollü ve tahmin edilebilir bir üretim süreci sunuyor.

SÜREÇ NASIL İŞLİYOR?

Ekibin geliştirdiği yöntem, 11 aşamalı bir kimyasal ve enzimatik reaksiyon zincirine dayanıyor:

• Dönüşüm: Karbondioksit, organik bir katalizör varlığında önce metanole dönüştürülüyor.
• Sentez: Metanol, özel enzimler kullanılarak şekerlere çevriliyor.
• Polimerizasyon: Şekerler birleştirilerek polimerik nişasta elde ediliyor.

Elde edilen ürünün, geleneksel mısır nişastası ile yapısal olarak neredeyse tamamen aynı olduğu belirtiliyor.

SU VE ARAZİDEN YÜZDE 90 TASARRUF

Tianjin Endüstriyel Biyoteknoloji Enstitüsü mikrobiyoloğu Yanhe Ma, teknolojinin ekonomik potansiyelini şu sözlerle vurguladı: "Eğer sürecin toplam maliyeti gelecekte tarımsal ekimle rekabet edebilir seviyeye düşürülebilirse, ekili arazi ve tatlı su kaynaklarının yüzde 90'ından fazlasının korunması bekleniyor."

KARBONU KİRLETİCİ DEĞİL, HAMMADDE YAPIYOR

Yeni yöntem, çevresel sürdürülebilirlik açısından iki yönlü bir kazanç sunuyor: Bir yandan atmosferdeki bir kirletici olan karbondioksiti değerli bir hammaddeye dönüştürürken, diğer yandan tarım arazilerini endüstriyel üretim baskısından kurtarıyor.

Araştırmacılar, bu 10 katlık verimlilik artışının henüz geleneksel mısır tarımını tamamen ikame edecek seviyede olmadığını, ancak mısır nişastasına "ekonomik olarak uygulanabilir bir alternatif" olma yolunda atılmış dev bir adım olduğunu belirtiyor.