پروفسور Aarne Skerra از دانشگاه صنعتی مونیخ موفق به تولید متیونین از کربن‌دی‌اکسید به عنوان یک گاز‌گلخانه‌ای شد. متیونین یک آمینواسید است که در خوراک دام و افزودنی‌های غذایی در مقیاس وسیعی کاربرد دارد. این ماده طی فرایند آنزیمی تولید می‌شود که می‌تواند جایگزین مناسبی برای فرایندهای پتروشیمیایی باشد.
تولید متیونین هم‌اکنون در مقیاس صنعتی، طی یک فرایند شیمیایی شش‌مرحله‌ای انجام می‌شود که نیازمند مواد سمی مانند هیدروژن‌سیانید است. در سال ۲۰۱۳، کارخانه‌ی Evonik که از تولیدکنندگان بزرگ متیونین است، پژوهشگران را فراخواند تا به ابداع فرایندهای جدیدی برای تولید متیونال بپردازند. متیونال از تجزیه‌ی طبیعی متیونین در طبیعت به دست می‌آید و به‌عنوان ماده‌ی حدواسط برای فرایند عادی تولید متیونین کاربرد دارد.
از آن‌جا که متیونین توسط میکروارگانیسم‌ها به متیونال و کربن‌دی‌اکسید تجزیه می‌شود، محققان دانشگاه مونیخ تلاش کردند تا این فرایند را در جهت معکوس انجام دهند. خانم پروفسور Skerra از برگشت‌پذیر‌بودن واکنش‌های شیمیایی به وسیله‌ی اعمال فشار و انرژی برای این امر استفاده کردند و شرکت Evonik نیز از این طرح حمایت کرد.
پروفسور Skerra و دانشجویانش توانستند پارامترهای لازم برای تولید این محصول را تعیین کنند و هم‌چنین کاتالیست‌زیستی یا آنزیم لازم برای این فرایند را نیز تولید کنند. این محققان آزمایش‌های اولیه‌ای را انجام دادند و فشار لازم کربن‌دی‌اکسید برای تولید متیونین از متیونال را تعیین کردند و به طور شگفت‌انگیزی متوجه شدند که حتی در فشارهای پایین مانند فشار باد لاستیک ماشین، این فرایند بازده‌ی بالایی دارد. بنابراین Evonik نیز سرمایه‌گذاری را افزایش داد و دانشجوی دکترایی به نام Julia Martin اطلاعاتی درباره‌ی واکنش بیوشیمیایی این فرایند به‌دست آورد و فرایند تولید آنزیم را نیز بهینه‌سازی کرد.
پس از سال‌ها فعالیت، نه تنها بازده‌ی فرایند در مقیاس آزمایشگاهی تا ۴۰ درصد افزایش‌یافت، بلکه مبانی تئوری واکنش‌های بیوشیمیایی نیز گسترش یافت. در مقایسه با فرایند فتوسنتز که در طبیعت انجام می‌شود و کربن‌دی‌اکسید به بیومولکول‌ها تبدیل می‌شود، فرایند مذکور ساده‌تر و بهتر انجام می‌شود. در فتوسنتز از ۱۴ آنزیم استفاده می‌شود که بازده‌ی آن نیز ۲۰ درصد است اما در‌این فرایند تنها از ۲ آنزیم مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در آینده، مبانی نوین این فرایند می‌تواند برای تولید آمینواسیدها و مواد باارزش دیگر در مقیاس صنعتی مورد استفاده قرار گیرد. ضمناً تیم پروفسور Skerra در صدد بهبود این فرایند هستند تا برای مقیاس‌های بزرگ‌تر نیز قابل استفاده باشد.
☑ لینک خبر
