25 Agustus 2023
BEIJING – Ilmuwan Tiongkok baru-baru ini mencapai sintesis gula total yang tepat dari karbon dioksida di laboratorium, yang merupakan langkah penting dalam sintesis gula buatan.
Sintesis ini, yang membutuhkan waktu lebih dari dua tahun untuk direalisasikan, dicapai oleh tim dari Institut Bioteknologi Industri Tianjin di Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok dan Institut Fisika Kimia Dalian di akademi tersebut.
Penelitian mereka dipublikasikan minggu lalu dalam sebuah makalah di Chinese Science Bulletin, sebuah jurnal akademis multidisiplin.
Gula merupakan sumber energi penting bagi tubuh manusia dan bahan baku penting untuk fermentasi industri, dan gula diperoleh terutama dengan mengekstraksinya dari tanaman seperti tebu.
Namun, metode ekstraksi tradisional dibatasi oleh efisiensi konversi energi fotosintesis tanaman. Selain itu, proses ekstraksi gula dipengaruhi oleh ketidakpastian pasokan bahan baku akibat degradasi dan kekurangan lahan, degradasi ekosistem, serta cuaca ekstrem dan bencana alam akibat pemanasan global.
Hasilnya, sintesis gula buatan telah dipelajari dengan cermat oleh komunitas ilmiah dalam beberapa tahun terakhir, dan para ilmuwan di seluruh dunia telah berkontribusi dalam upaya ini.
Dalam penelitian terbaru mereka, para ilmuwan Tiongkok menyesuaikan karbon dioksida konsentrasi tinggi dan bahan mentah lainnya dalam larutan reaksi sesuai dengan proporsi tertentu. Dengan menggunakan katalis kimia dan katalis enzim, mereka memperoleh empat jenis gula: glukosa, alulosa, tagatosa, dan manosa.
Percobaan ini berlangsung sekitar 17 jam, jauh lebih singkat dibandingkan waktu yang diperlukan untuk metode ekstraksi gula tradisional, menurut Yang Jiangang, penulis utama makalah dan rekan peneliti di Institut Tianjin.
Efisiensi sintesis gula dalam penelitian ini adalah 0,67 gram per liter per jam, 10 kali lebih tinggi dibandingkan hasil sebelumnya yang dicapai para ilmuwan di seluruh dunia.
Yang mengatakan, tingkat konversi karbon dioksida menjadi gula menjadi glukosa mencapai 59,8 nanomol karbon per miligram katalis per menit. Ini merupakan tingkat produksi gula buatan tertinggi yang dikenal secara lokal dan internasional.
Studi ini juga mencapai kontrol yang tepat terhadap sintesis gula buatan.
“Dengan mengendalikan efek katalitik yang berbeda dari enzim yang berbeda, hampir semua jenis gula secara teori dapat disintesis,” kata Yang.
Mengomentari penelitian tersebut, Manfred Reetz, anggota Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional Jerman Leopoldina, mengatakan bahwa mengubah karbon dioksida menjadi gula adalah tugas yang sangat menantang.
Pintu untuk kimia hijau
Pencapaian para ilmuwan Tiongkok memberikan jalur sintesis gula yang fleksibel, multifungsi dan efisien, membuka pintu menuju kimia ramah lingkungan, kata Reetz.
Kimia ramah lingkungan, mirip dengan kimia berkelanjutan, adalah bidang baru yang berfokus pada bagaimana memanfaatkan sepenuhnya bahan mentah dan energi dalam proses produksi produk yang diinginkan, sekaligus meminimalkan atau menghilangkan penggunaan dan pembentukan zat berbahaya.
Konversi karbon dioksida menjadi gula dipandang sebagai contoh kimia ramah lingkungan, karena dilakukan pada kondisi suhu dan tekanan normal dan tidak menghasilkan zat berbahaya.