Des scientifiques chinois ont mis au point une technique artificielle qui transforme le CO2 en amidon avec un rendement 8,5 fois supérieur à celui du maïs.

L’amidon est une matière essentielle pour tout, de la cuisson du pain à la fabrication du papier, et il y a beaucoup à gagner en rationalisant la façon dont nous le produisons. Des scientifiques chinois ont réussi à faire un grand pas en avant dans ce domaine, en mettant au point une nouvelle technologie qui transforme le CO2 en amidon de manière très efficace, ce qui pourrait entraîner des économies massives en termes d’utilisation des terres et de l’eau.

Compte tenu de son utilisation généralisée dans la production d’aliments, de textiles, de produits pharmaceutiques et de nombreux autres biens, la demande mondiale d’amidon est élevée. Actuellement, nous en produisons des quantités commerciales par l’intermédiaire des plantes qui photosynthétisent le CO2, mais cela implique une soixantaine de réactions biochimiques et nécessite de vastes quantités de terres cultivées et d’eau douce.

Les chercheurs ont cherché une forme plus simple de production d’amidon qui réduise notre dépendance à l’égard de l’agriculture traditionnelle, et une équipe de l’Académie chinoise des sciences vient de faire une grande percée. Les chercheurs ont mis au point ce qu’ils considèrent comme la première méthode de synthèse artificielle de l’amidon à partir du CO2, et cette méthode est plusieurs fois plus efficace que le processus qui se déroule naturellement dans les plantes.

Les scientifiques ont trouvé une solution hybride impliquant ce qu’ils appellent un système chimioenzymatique et une voie anabolique artificielle de l’amidon. Le CO2 est d’abord réduit en méthanol à l’aide d’un catalyseur organique. Le méthanol est ensuite soumis à des enzymes modifiées qui le transforment en unités de sucre, lesquelles sont ensuite transformées en amidon polymère.

L’ensemble du processus n’implique que 11 réactions fondamentales et produit de l’amidon à partir de CO2 avec une efficacité 8,5 fois supérieure à celle du maïs. Selon les scientifiques à l’origine du projet, l’amidon synthétique qui en résulte a la même structure que l’amidon naturel et pourrait être produit en utilisant beaucoup moins d’espace.

« Selon les paramètres techniques actuels, la production annuelle d’amidon dans un bioréacteur d’un mètre cube équivaut théoriquement au rendement annuel en amidon d’un tiers d’hectare de maïs, sans tenir compte de l’apport énergétique », explique Cai Tao, auteur principal de l’étude.

L’équipe estime que cette percée offre une nouvelle base scientifique pour de nouvelles technologies permettant de fabriquer des quantités industrielles d’amidon à partir de CO2. Cela permettrait non seulement d’économiser de la terre et de l’eau, mais aussi de contribuer à renforcer la sécurité alimentaire et de réduire l’utilisation de pesticides et d’engrais nuisibles à l’environnement.

« Si le coût global du processus peut être réduit à un niveau économiquement comparable à celui de la plantation agricole à l’avenir, il devrait permettre d’économiser plus de 90 % des terres cultivées et des ressources en eau douce », déclare MA Yanhe, auteur correspondant de l’étude.

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abh4049

https://phys.org/news/2021-09-chinese-scientists-starch-synthesis-carbon.html