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Que retrouvons-nous le plus derrière nos maisons et dans les forêts ? Des déchets de bois qui bien souvent iront directement à la décharge municipale, ou dans le meilleur des cas seront recyclés. Mais ce processus peut s’avérer coûteux et bien souvent il n’y a qu’une infime partie qui sera recyclée. Mais les choses pourraient changer.

Produire des acides aminés à partir de déchets de bois

Une équipe internationale de chercheurs a trouvé un moyen rapide, économique et durable de produire des acides aminés à partir de déchets d’origine végétale. Ils ont publié leurs conclusions dans les Actes de l’Académie nationale des sciences des États-Unis.

Les acides aminés sont essentiels à la vie. Ils sont les éléments constitutifs de la biosynthèse des protéines et ont des applications industrielles étendues, notamment pour l’alimentation humaine, les aliments pour animaux et comme précurseurs des plastiques biodégradables, des cosmétiques et des produits pharmaceutiques.

La production synthétique d’acides aminés implique des procédés de culture microbienne telle que la fermentation, qui sont coûteux, qui prennent du temps et nécessitent des processus de séparation complexes, car comme une paire de gants, il n’y a que la forme L qui peut être utilisée pour nourrir les animaux, alors que la forme D peut parfois causer des maladies, bien que cela soit remis en question par de récentes découvertes. Quoi qu’il en soit la forme L sera toujours préférable pour l’humain.

Les méthodes existantes nécessitent des composés toxiques 

Le développement de méthodes chimiques efficaces pour convertir les matières premières et renouvelables en acides aminés a également été largement infructueux à ce jour. En outre, les méthodes existantes de production d’acides aminés nécessitent généralement l’utilisation de composés chimiques hautement toxiques (cyanures) en tant que sources d’azote et de composés organiques non renouvelables (aldéhydes).

Dans cette étude, des chercheurs dirigés par le professeur adjoint Yan Ning de l’Université nationale de Singapour (NUS) ont mis au point une approche chimique durable pour produire une série d’acides aminés à partir de dérivés de biomasse ligneuse.

Cette recherche a été faite en collaboration avec le groupe de recherche du professeur Wang Ye à l’Université de Xiamen, avec des scientifiques de l’Université de Kyoto au Japon, de l’Université des sciences et de la technologie King Abdullah en Arabie Saoudite, du Laboratoire national des énergies renouvelables aux États-Unis Chimiques et en Suisse.

40% du glucose peut être converti en acides aminés

Les chercheurs ont décomposé le glucose dérivé de la biomasse végétale en acide lactique en utilisant une base dans une cuve de réacteur maintenue à température ambiante. L’acide lactique est converti en acide aminé à 493 Kelvin (~ 220 degrés Celsius) à l’aide d’un catalyseur synthétique créé par l’équipe de Yan. Environ 40% du glucose extrait peut être converti en acides aminés en quelques heures. Cette solution riche en acides aminés obtenue est ensuite purifiée par distillation membranaire.

Bien qu’un seul acide aminé puisse être produit à chaque fois, ce système peut produire au moins six types d’acides aminés, y compris la leucine, l’alanine, l’acide aspartique et la phénylalanine. La leucine, par exemple, est un acide aminé essentiel pour la synthèse des protéines et diverses fonctions métaboliques dans le corps. Cependant, il ne peut pas être produit naturellement par le corps humain et doit provenir de sources alimentaires riches en protéines. Les suppléments de leucine peuvent stimuler la croissance musculaire et aider à prévenir la détérioration des muscles avec l’âge.

«Notre approche chimique est potentiellement supérieure aux procédés de culture microbienne. Ce système est robuste et permet de produire des acides aminés de haute qualité, comparables à ceux produits par les procédés de culture microbienne classiques », a expliqué Yan.

Un potentiel de rendement de 100%

«Ce qui est important, c’est que notre système a le potentiel de convertir complètement tout le glucose dans le réacteur et d’atteindre un rendement en acides aminés aussi élevé que 100%. Cela n’est pas possible pour les procédés de culture microbienne car une quantité substantielle de glucose est consommée pour la croissance des micro-organismes ou des bactéries », a-t-il ajouté.

équipe-de-chercheursLe professeur Yan Ning (au centre) et son équipe ont développé une approche durable capable de produire une série d’acides aminés à partir d’herbe, de paille et de copeaux de bois.

Dans un proche avenir ce système pourrait être utilisé pour nourrir les pays en développement et même le bétail, lequel pour grandir, a besoin d’une source d’acides aminés de bonne qualité, et c’est ce que propose l’équipe de chercheurs dirigé par le professeur Ning.

Source : National University of Singapore