Photosynthèse artificielle pour une production alimentaire respectueuse de l'environnement

Jan 16, 2024

Assurer l'approvisionnement alimentaire d'une population mondiale en croissance constante et protéger l'environnement sont souvent des objectifs contradictoires. Aujourd'hui, des chercheurs de l'Université technique de Munich (TUM) ontdéveloppé avec succès une méthode pour la fabrication synthétique de protéines nutritionnelles en utilisant un type de photosynthèse artificielle. L'industrie de l'alimentation animale est le principal moteur de la forte demande de grands volumes de protéines nutritionnelles, qui peuvent également être utilisées dans les produits de substitution à la viande.

Un groupe dirigé par le professeur Volker Sieber du TUM Campus Straubing for Biotechnology and Sustainability (TUMCS) a réussi à produire l'acide aminé L-alanine, un élément essentiel des protéines, à partir du gaz nocif pour l'environnement CO2. Leur processus biotechnologique indirect implique le méthanol comme intermédiaire. Jusqu'à présent, les protéines pour l'alimentation animale étaient typiquement produites dans l'hémisphère sud avec des besoins d'espace agricole à grande échelle et des conséquences négatives pour la biodiversité.

Le CO2, qui est 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 dans 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 est essentielle à la nutrition des humains et des animaux.

Sieber, de la chaire TUM pour la chimie des ressources biogéniques, 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 d'énergie solaire ou éolienne. Plus une utilisation 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 empreinte écologique plus faible dans l'agriculture.

La fabrication de L-alanine n'est que la première étape pour les scientifiques. "Nous voulons également produire d'autres acides aminés à partir de CO2 en utilisant des énergies renouvelables et augmenter encore l'efficacité du processus de réalisation", déclare la co-auteur Vivian Willers, qui a développé le processus en tant que doctorante au TUM Campus Straubing. Les chercheurs ajoutent que le projet est un bon exemple de la façon dont la combinaison de la bioéconomie et de l'économie de l'hydrogène peut permettre d'atteindre plus de durabilité.

- Ce communiqué de presse a été initialement publié sur le site Web de l'Université technique de Munich