Gli scienziati imperiali hanno migliorato il processo di utilizzo della biologia per realizzare prodotti come combustibili, plastica, medicinali, e cosmetici.

Ciò potrebbe portare a una produzione di biocarburanti più economica e più rispettosa dell'ambiente e a un riciclaggio della plastica più efficiente.

biotrattamento, che utilizza cellule viventi o loro componenti per realizzare prodotti come i biocarburanti, plastica, medicinali, e cosmetici, richiede tempo e denaro.

Ora, Gli scienziati imperiali affermano di poter abbattere la biomassa vegetale 30 volte più velocemente di quanto sia attualmente possibile.

Dott. Alex Brogan, del Dipartimento di Ingegneria Chimica dell'Imperial College di Londra, e colleghi hanno modificato l'enzima glucosidasi, che aiuta a scomporre i carboidrati complessi nella biomassa, come la cellulosa delle cellule vegetali, nelle sue unità di base, glucosio. Il glucosio può quindi essere fermentato per produrre etanolo, una forma di biocarburante.

Il rilascio del glucosio dalla cellulosa è attualmente la parte più costosa e dispendiosa in termini di tempo del processo. Ciò è in parte dovuto al fatto che gli enzimi in genere smettono di funzionare a temperature superiori a 70 ° C e quando si trovano in solventi industriali come i liquidi ionici. Però, se l'enzima potesse funzionare a temperature più elevate e liquidi ionici, le condizioni accelereranno il processo.

Per rendere la glucosidasi più robusta, Il Dr. Brogan e colleghi hanno alterato la sua struttura chimica per consentirgli di resistere a temperature fino a 137 °C. L'alterazione significava anche che potevano usare l'enzima nei liquidi ionici invece della solita acqua, e che potevano usare un enzima invece di tre.

Hanno scoperto che l'effetto combinato della resistenza al calore e della solubilità nei liquidi ionici aumentava di 30 volte la produzione di glucosio. Se la tecnica viene adottata su larga scala, le emissioni di carbonio legate al carburante potrebbero diminuire dell'80-100 per cento.

I risultati sono pubblicati oggi in Chimica della natura .

L'autore principale, il dott. Brogan, ha dichiarato:"Abbiamo reso il bioprocesso più veloce, che richiederà meno attrezzature e ridurrà l'impronta di carbonio. Uno dei principali vantaggi di questo sarà l'aumento della produzione di biocarburanti, che potenzialmente aiuterà i biocarburanti a diventare più diffusi di conseguenza".

I biocarburanti sono combustibili ricavati da materia vivente come le piante, altrimenti chiamata biomassa. Sono migliori per l'ambiente rispetto ai combustibili fossili come carbone e gas perché sono realizzati da fonti rinnovabili ed emettono complessivamente molto meno anidride carbonica.

L'autore senior Dr. Jason Hallett, anche dal Dipartimento di Ingegneria Chimica dell'Imperial, ha dichiarato:"Utilizzando biocarburanti a base di amido di mais, alberi e altri materiali vegetali per i veicoli e persino la generazione di elettricità potrebbero ridurre in modo massiccio le emissioni di carbonio".

L'alterazione potrebbe essere applicata a un'ampia varietà di enzimi, per una vasta gamma di applicazioni, come la produzione di combustibili dai rifiuti e il riciclaggio della plastica, e può rendere più efficiente il bioprocesso.

"Conversione biocatalitica omogenea non acquosa di polisaccaridi in liquidi ionici utilizzando glucosidasi chimicamente modificata" di Alex P. S. Brogan, Liem Bui-Le e Jason P. Hallett, è pubblicato il 15 giugno 2018 in Chimica della natura .