Redakcja Sztosowe
Zdaniem chińskich naukowców, skrobia może być produkowana bez udziału żywych komórek. To z kolei oznacza, że najprawdopodobniej czeka nas rewolucja, jeśli chodzi o żywność. Widzimy wiele plusów takiej sytuacji.
Przede wszystkim być może ludzkości w końcu uda się rozwiązać trapiący problem głodu, z którym każdego dnia zmagają się nie tylko miliony dorosłych, ale także dzieci z różnych zakątków świata, gdzie produkcja żywności jest utrudniona przez warunki naturalne.
Z drugiej strony, produkcja żywności, przy której używalibyśmy głównie powietrza, dałaby szansę na oddanie terenów wykorzystywanych przez rolnictwo, na rzecz dzikiej przyrody. Zwierzęta ponownie miałyby gdzie żyć, a rośliny mogłyby swobodnie rosnąć.
Skrobia z dwutlenku węgla
O przełomowym odkryciu chińscy naukowcy poinformowali na łamach czasopisma naukowego Science. Zgodnie z ich tezą, skrobia może być produkowana z dwutlenku węgla, którego w atmosferze jest aż za dużo.
Przy całym procesie nie muszą być wykorzystywane żadne organizmy żywe. Wszystko dzięki temu, że po raz pierwszy udało się całkowicie pominąć proces fotosyntezy i skrobia powstała poza żywą komórką. To otwiera drzwi do przemysłowej produkcji skrobi.
Jest też swego rodzaju sygnałem dla naukowców, że dokonanie podobnych odkryć jest możliwe, ale po prostu wymaga czasu, zaangażowania i inwestowania środków w nowoczesne technologie.
Czym jest skrobia
Przede wszystkim warto wiedzieć, czym tak naprawdę jest skrobia. Większość z nas kojarzy ją z mąką ziemniaczaną, którą dodajemy do wypieków i zawsze mamy w swojej kuchni. To jednak spore uproszczenie dla całego tematu.
Sama skrobia jest bowiem węglowodanem, który występuje w większości roślin. Pełni u nich podobną funkcję, co glikogen u zwierząt, czyli pozwala na magazynowanie energii wewnątrz organizmu. Z tego względu produkty ze skrobią są bardzo sycące.
W wielu krajach ryż, pszenica czy kukurydza, które ją zawierają, stanowią podstawę zbilansowanej diety. Jednak te rośliny pełnią też ważną funkcję w przemyśle – są źródłem skrobi, którą wykorzystuje się w nim na masową skalę.
Fotosynteza to za mało
Fotosynteza to jeden z najbardziej skomplikowanych procesów biologicznych, jakie zachodzą w organizmach żywych, do których należą rośliny. Polega na produkowaniu węglowodanów z dwutlenku węgla i wody.
Cały proces zachodzi pod wpływem światła słonecznego. Wyobraźmy sobie, że aby powstała skrobia musi zajść aż 60 skomplikowanych reakcji chemicznych! Tak jest w przypadku każdej rośliny, która produkuje skrobię.
Rośliny w trakcie procesu muszą zachować równowagę między ilością dwutlenku węgla a wodą, które pobierają z otoczenia. Jeśli równowaga zostanie zachwiana, to cały proces będzie bezskuteczny – nie uda się wyprodukować skrobi!
Nie jest wydajna
Naukowcy zwracają uwagę na to, że fotosynteza nie należy do najwydajniejszych procesów, które zachodzą w przyrodzie. W jej trakcie rośliny są w stanie wykorzystać niespełna 2% słonecznej energii, która do nich dociera.
Teoretycznie dzięki takiej ilości powstanie skrobia i rośliny będą mogły prawidłowo funkcjonować. Jednak z perspektywy człowieka jest to po prostu za mało, by zaspokoić nasze potrzeby żywieniowe. Nie możemy zjadać wszystkich roślin.
Część z nich jest niejadalna, część z nich może wzrastać jedynie przez część roku. Tak jest choćby w Polsce, gdzie jesienią, zimą i wczesną wiosną ziemia nie rodzi właściwie żadnych owoców. A ludzie jedzą cały rok i muszą jeść, by przetrwać.
Marnujemy słońce i powierzchnię
Z finansowego punktu widzenia, korzystanie z fotosyntezy sprawia, że marnujemy zasoby, którymi dysponujemy! Nie wykorzystujemy w pełni światła słonecznego. Rośliny korzystają tylko z jego części, dodatkowo nie robią tego przez cały rok.
Mimo to wciąż potrzebują miejsca, by móc przeczekać chłodny okres. Chińscy badacze z Instytutu Biotechnologii Przemysłowej w Tianjin mają na to sposób. Dzięki niemu skrobia powstaje w zaledwie 11 reakcjach chemicznych.
Przypomnijmy, że fotosynteza wymaga tego, by było ich około 60! Proces jest wydajny pod jeszcze jednym względem. Zużywa ponad 8 razy mniej energii, niż proces produkcji skrobi zachodzący w kukurydzy. To robi wrażenie!
Potrzebujemy bioreaktorów
Autorzy pomysłu mówią, że specjalny bioreaktor o objętości około metra sześciennego jest w stanie wyprodukować w ciągu roku taką ilość skrobi, jaka powstaje na polu, które ma 1/3 hektara!
Cai Tao, który jest głównym autorem pracy podkreśla, że pomysł jest nie tylko innowacyjny, ale również maksymalnie przemyślany! Warto jednak pamiętać, że skrobia nie powstała tak po prostu w laboratorium naukowym.
Cały proces był trudny i w trakcie jego realizacji pojawiło się wiele przeszkód, z którymi musieli zmierzyć się badacze. Konieczne było dostosowanie odpowiedniej temperatury w pomieszczeniu, praca ze światłem oraz z wilgotnością, ale się udało.
Możemy wykorzystywać dwutlenek węgla
Autorzy badania podkreślają, że aby powstała skrobia, musieli nie tylko zaangażować się w opracowanie wspomnianych parametrów, ale także na bieżąco kontrolować reakcje chemiczne, które zachodziły.
Niektóre z nich mogły bowiem utrudniać produkcję skrobi. Jednak ostatecznie się udało i naukowcy uważają, że to nie koniec. Doszli bowiem do wniosku, że dwutlenek węgla może być wykorzystywana na wielu płaszczyznach.
Przede wszystkim możemy używać go do produkcji kolejnych związków chemicznych. To z kolei może całkowicie zmienić sposób naszego życia i ułatwić wiele procesów, które dzisiaj są niemożliwe do realizowania!
Żywność bez roślin
Skrobia, która powstała z dwutlenku węgla, otwiera drogę do tego, byśmy mogli produkować żywność bez koniecznego udziału roślin! Jak na razie cały proces jest bardzo kosztowny, ale badacze rozpoczynają pracę nad jego optymalizacją.
Jeśli po czasie okaże się, że udało się obniżyć koszty produkcji skrobi za pomocą takiej metody, to być może będziemy mogli w dużej mierze zrezygnować z rolnictwa. Choć dla wielu wydaje się to być absurdalne, to pozwoliłoby na zaoszczędzenie około 90% ziemi wykorzystywanej pod uprawy.
Ma Yanhe, który także jest autorem opublikowanej pracy, mówi o tym, że to także ogromna oszczędność wody, którą dzisiaj wykorzystują rolnicy po to, by ich uprawy mogły przetrwać. To jest dopiero część korzyści!
Etyczne uprawy – zalety
Skrobia i inne związki, które mogłyby powstawać z dwutlenku węgla, to ogromna ilość zalet dla nas wszystkich! Przede wszystkim nie musielibyśmy się już obawiać o klęski związane z nieurodzajem.
Każdego roku w rolnictwie pojawiają się różnego rodzaju kryzysy: klęski żywiołowe takie, jak susze, gradobicia czy nadmierne opady oraz różnego rodzaju niebezpieczne dla roślin choroby. Nowa metoda produkcji żywności sprawiłaby, że problem by dla nas zniknął!
Na Ziemi ponownie pojawiłyby się ogromne obszary przeznaczone na łąki oraz lasy. Problem zbyt dużej ilości dwutlenku węgla zostałby znacznie zredukowany. Ziemia byłaby również mniej zatruwana przez środki chemiczne wykorzystywane do ochrony roślin .
A białko powstanie z bakterii
Obok pomysłu dotyczącego produkcji skrobi z dwutlenku węgla pojawiła się także wizja produkcji białka z bakterii! Została wysunięta przez fińską firmę Solar Foods. Okazuje się zatem, że nie tylko skrobia może powstawać z powietrza!
We wszystkim miałyby pomagać specjalne bakterie. Dzięki temu do produkcji soi wykorzystywalibyśmy jedynie 10 litrów na kilogram surowca, a nie 2,5 tysiąca litrów jak obecnie!
Pomysły wydają się być niezwykle ciekawe, więc z pewnością będziemy się przyglądać temu, jak będzie wyglądała ich realizacja. Istnieją jednak duże szanse na to, że stoimy u progu rewolucji!
