Производство топлива и химикатов из биомассы (древесины, травы и т. д.) является одним из наиболее перспективных решений для построения возобновляемой экономики. Этот процесс включает в себя разрушение или «деконструкцию» растений для производства отдельных углеводов, в основном в форме простых сахаров, таких как ксилоза и глюкоза. Но даже несмотря на то, что эти сахара ценны, текущие процессы деконструкции растений часто приводят к их деградации.
Теперь лаборатория Джереми Лютербахера в EPFL разработала химический метод, который стабилизирует простые сахара и предотвращает их деградацию. Этот метод может означать, что химикам больше не нужно балансировать между демонтажем завода и предотвращением деградации продукта.
Новый метод изменяет химическую восприимчивость сахаров к обезвоживанию и разложению путем фиксации на них альдегидов. Этот процесс обратим, что означает, что сахара могут быть извлечены после деконструкции.
Химики опробовали свой метод на древесине бука. Во-первых, они превратили его в целлюлозу, используя метод производства бумаги, называемый органосольвентом, который растворяет древесину в ацетоне или этаноле. Но чтобы зафиксировать альдегиды в сахаре, ученые смешали бук с формальдегидом.
При таком подходе им удалось восстановить более 90% сахаров ксилозы, а не только 16% ксилозы без формальдегида. Когда они разложили оставшуюся целлюлозу до глюкозы, выход углеводов составил более 70% по сравнению с 28% без формальдегида.
«Раньше люди всегда искали дорогостоящие системы, ограничивающие разложение сахара», - говорит Джереми Лютербахер. «Со стабилизацией вы меньше беспокоитесь об этой деградации, и это освобождает вас для разработки более дешевых и быстрых преобразований для растений, потенциально ускоряя появление возобновляемых потребительских товаров."