Photosynthèse artificielle pour une production alimentaire respectueuse de l'environnement
Des chercheurs produisent un acide aminé important à partir du CO₂, un gaz à effet de serre
Assurer l'approvisionnement en nourriture d'une population mondiale en constante augmentation tout en protégeant l'environnement est souvent un objectif contradictoire. Des chercheurs de l'université technique de Munich (TUM) ont réussi à mettre au point une méthode de fabrication synthétique de protéines nutritionnelles à l'aide d'un type de photosynthèse artificielle. L'industrie de l'alimentation animale est le principal moteur de la forte demande de grandes quantités de protéines nutritionnelles, qui peuvent également être utilisées dans les produits de substitution de la viande.
La photosynthèse artificielle pour une production alimentaire respectueuse de l'environnement, de gauche à droite : Vivian Willers, doctorante, et Volker Sieber, professeur.
Otto Zellmer / TUM
Un groupe dirigé par le professeur Volker Sieber du campus TUM Straubing pour la biotechnologie et la durabilité (TUMCS) a réussi à produire l'acide aminé L-alanine, un élément essentiel des protéines, à partir d'un gaz nocif pour l'environnement, leCO2. Leur processus biotechnologique indirect utilise le méthanol comme intermédiaire. Jusqu'à présent, les protéines destinées à l'alimentation animale étaient généralement produites dans l'hémisphère sud, ce qui nécessitait un espace agricole important et avait des conséquences négatives sur la biodiversité.
LeCO2 extrait de l'atmosphère est d'abord transformé en méthanol à l'aide d'électricité verte et d'hydrogène. La nouvelle méthode convertit cet intermédiaire en L-alanine au cours d'un processus en plusieurs étapes utilisant des enzymes synthétiques ; la méthode est extrêmement efficace et génère des rendements très élevés. La L-alanine est l'un des composants les plus importants des protéines, qui sont essentielles à l'alimentation des hommes et des animaux.
Le professeur Sieber, de la chaire de chimie des ressources biogènes de la TUM, explique : "Par rapport à la culture de plantes, cette méthode nécessite beaucoup moins d'espace pour créer la même quantité de L-alanine, lorsque l'énergie utilisée provient de sources solaires ou éoliennes. L'utilisation plus efficace de l'espace signifie qu'une sorte de photosynthèse artificielle peut être utilisée pour produire la même quantité de denrées alimentaires sur beaucoup moins d'hectares. Cela ouvre la voie à une réduction de l'empreinte écologique de l'agriculture".
Bioéconomie et économie de l'hydrogène combinées
La fabrication de la L-alanine n'est qu'une première étape pour les scientifiques. "Nous souhaitons également produire d'autres acides aminés à partir deCO2 en utilisant des énergies renouvelables et augmenter encore l'efficacité du processus de réalisation", explique Vivian Willers, coauteur du projet, qui a mis au point le processus en tant que candidat au doctorat au campus de la TUM à Straubing. Les chercheurs ajoutent que le projet est un bon exemple de la manière dont la bioéconomie et l'économie de l'hydrogène, combinées, peuvent permettre d'atteindre une plus grande durabilité.
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