शंघाई : चीनी वैज्ञानिकों ने अल्कोहल मेथनॉल को सफेद चीनी में बदलने की एक विधि विकसित की है, जिसके बारे में उनका कहना है कि इससे संचित कार्बन डाइऑक्साइड को भोजन में बदला जा सकता है। टीम की जैव-रूपांतरण प्रणाली गन्ना या चुकंदर उगाने की आवश्यकता के बिना सुक्रोज का उत्पादन करती है – ऐसी फसलें जिनके लिए बड़ी मात्रा में भूमि और जल संसाधनों की आवश्यकता होती है। मेथनॉल (जो औद्योगिक कचरे से प्राप्त किया जा सकता है या कार्बन डाइऑक्साइड को हाइड्रोजनीकृत करके बनाया जा सकता है) को एंजाइमों का उपयोग करके सुक्रोज में बदलने की उनकी विधि को फ्रुक्टोज और स्टार्च सहित अन्य जटिल कार्बोहाइड्रेट बनाने के लिए भी अनुकूलित किया गया था।
टीम ने मई में समकक्ष-समीक्षित पत्रिका साइंस बुलेटिन में प्रकाशित एक शोधपत्र में कहा, कार्बन डाइऑक्साइड का भोजन और रसायनों में कृत्रिम रूपांतरण पर्यावरण और जनसंख्या संबंधी चुनौतियों का समाधान करने के साथ-साथ कार्बन तटस्थता में योगदान देने के लिए एक आशाजनक रणनीति प्रदान करता है। कार्बन डाइऑक्साइड को कम जटिल अणुओं में कम करना सफल साबित हुआ है। हालाँकि, शोधकर्ताओं ने कहा कि लंबी-श्रृंखला वाले कार्बोहाइड्रेट (प्रकृति में सबसे प्रचुर मात्रा में पाए जाने वाले पदार्थ) का उत्पादन वैज्ञानिकों के लिए एक चुनौती साबित हुआ है।
चीनी विज्ञान अकादमी के तियानजिन औद्योगिक जैव प्रौद्योगिकी संस्थान की टीम ने लिखा, इन विट्रो बायोट्रांसफॉरमेशन (ivBT) टिकाऊ जैव-निर्माण के लिए एक बेहद आशाजनक मंच के रूप में उभरा है। इस कार्य में, हमने कम कार्बन अणुओं से सुक्रोज संश्लेषण के लिए एक [ivBT] प्रणाली को सफलतापूर्वक डिज़ाइन और कार्यान्वित किया है। सुक्रोज, या सफेद चीनी, मुख्य रूप से दक्षिण-पूर्व एशिया जैसे गर्म जलवायु वाले क्षेत्रों में उगाए जाने वाले गन्ने से प्राप्त होती है। दूसरा प्रमुख स्रोत ठंडे उत्तरी क्षेत्रों में उगाए जाने वाले चुकंदर हैं।
इस महीने की शुरुआत में वॉयस ऑफ द चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज (CAS) द्वारा अपने वीचैट चैनल पर प्रकाशित एक लेख के अनुसार, चीन में गन्ना और चुकंदर दोनों उगाने के लिए उपयुक्त जलवायु परिस्थितियाँ हैं, फिर भी देश में प्रति वर्ष 15 मिलियन टन चीनी की खपत होती है, जिसमें से 5 मिलियन टन आयात किया जाता है। दोनों फसलों की बड़े पैमाने पर खेती के लिए बहुत अधिक भूमि और पानी की आवश्यकता होती है, जो एक चिंता का विषय है क्योंकि वैश्विक जनसंख्या लगातार बढ़ रही है और जलवायु परिवर्तन के कारण कृषि पर दबाव बढ़ रहा है।
इसने शोधकर्ताओं को सुक्रोज को एक मापनीय और आर्थिक रूप से व्यवहार्य तरीके से संश्लेषित करने के तरीके विकसित करने के लिए प्रेरित किया है। 2021 में, CAS के डालियान इंस्टीट्यूट ऑफ केमिकल फिजिक्स के शोधकर्ताओं ने कार्बन डाइऑक्साइड के हाइड्रोजनीकरण से मेथनॉल बनाने की एक उच्च-दक्षता वाली, कम-तापमान विधि का खुलासा किया। तियानजिन इंस्टीट्यूट के शोधकर्ताओं ने कहा कि, कार्बन डाइऑक्साइड के रासायनिक अपचयन ने विभिन्न रसायनों के सतत जैव संश्लेषण के लिए कच्चे माल के रूप में कैप्चर की गई ग्रीनहाउस गैस के उपयोग की संभावना को खोल दिया है।
टीम ने कहा, इस अध्ययन में निम्न-कार्बन अणुओं (जो CO2 के रासायनिक अपचयन या औद्योगिक अपशिष्टों के रासायनिक/जैविक रूपांतरण से प्राप्त हो सकते हैं) को उच्च-कार्बन (C≥12) शर्करा में परिवर्तित करने के लिए कई ivBT प्लेटफ़ॉर्म स्थापित किए। अपने सिस्टम को अनुकूलित करने के लिए एक पाथवे-स्कैनिंग रणनीति का उपयोग करके, टीम छोटे प्रतिक्रिया चरणों और कम ऊर्जा इनपुट वाला एक पाथवे विकसित करने में सक्षम रही, जिससे 86 प्रतिशत की उच्च रूपांतरण उपज प्राप्त हुई।
उनकी प्रणाली न केवल पहली बार मेथनॉल को सुक्रोज में परिवर्तित करने में सक्षम थी, बल्कि पहले बताई गई विधियों की तुलना में कम ऊर्जा निवेश के साथ स्टार्च का जैव संश्लेषण भी कर सकती थी। अपने प्लेटफॉर्म पर काम करते हुए, टीम ने ivBT प्रणाली को विभिन्न यौगिकों, जिनमें फ्रुक्टोज, एमाइलोज, एमाइलोपेक्टिन, सेलोबायोज और सेलूलिंगोसैकेराइड शामिल हैं, को परिवर्तित करने के लिए भी अनुकूलित किया। टीम ने कहा, साथ में, हमारी प्रणाली संरचना-विविध ओलिगोसैकेराइड और पॉलीसेकेराइड के नए सिरे से संश्लेषण के लिए एक आशाजनक, पादप-स्वतंत्र मार्ग प्रदान करती है,” जिनमें खाद्य और औषधि में उपयोग किए जाने वाले भी शामिल हैं।
इस प्रकार यह कार्य लचीले और कार्बन-ऋणात्मक जैव-निर्माण प्लेटफ़ॉर्म के भविष्य के विकास के लिए एक आधारभूत ढाँचा तैयार करता है। टीम ने कहा कि, उनके ivBT सिस्टम को स्केलेबल और मज़बूत बनाने के लिए और अधिक शोध की आवश्यकता होगी, जिसमें उन्नत एंजाइम स्क्रीनिंग और प्लेटफ़ॉर्म की स्थिरता में सुधार शामिल है।
