La chapelure remplace l'hydrogène fossile dans la production chimique
Une formule microbienne en une seule étape, qui utilise des microbes vivants, élimine le besoin de combustibles fossiles pour l'hydrogénation
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Selon une nouvelle étude, l'humble mie de pain pourrait être la clé de l'élimination des combustibles fossiles dans l'une des réactions les plus utilisées par l'industrie chimique.
Les scientifiques ont trouvé une formule microbienne en une seule étape qui utilise les déchets de pain pour remplacer l'hydrogène dérivé des combustibles fossiles dans l'hydrogénation, une réaction chimique largement utilisée pour fabriquer des aliments, des produits pharmaceutiques, des plastiques et d'autres produits de la vie courante.
Selon les chercheurs, cette nouvelle approche n'émet pas de carbone et pourrait ouvrir de nouvelles voies pour la fabrication de produits biologiques à partir de matières premières renouvelables et dérivées de déchets.
L'hydrogénation est une pierre angulaire de la fabrication des produits chimiques modernes, mais elle dépend aujourd'hui presque entièrement de l'hydrogène gazeux produit à partir de combustibles fossiles. La production et l'utilisation de cet hydrogène consomment beaucoup d'énergie et nécessitent souvent des températures de plusieurs centaines de degrés Celsius et des pressions comparables à celles que l'on trouve dans les parties les plus profondes de l'océan.
Dans l'industrie alimentaire, l'hydrogénation est utilisée pour convertir les huiles végétales liquides en graisses solides plus stables. Dans l'industrie en général, il s'agit d'une étape clé dans la synthèse de produits pharmaceutiques, de produits chimiques fins, de carburants et de polymères, qui fait généralement appel à des catalyseurs métalliques tels que le nickel, le palladium ou le platine.
Des scientifiques du Wallace Lab de l'université d'Édimbourg viennent de montrer que l'hydrogénation peut être réalisée à l'aide d'hydrogène gazeux produit naturellement par des bactéries vivantes.
Dans le cadre de l'étude, une souche de laboratoire courante d'E. coli a été nourrie avec des sucres extraits de déchets de pain et cultivée sans oxygène. Dans ces conditions, la bactérie produit naturellement de l'hydrogène. Lorsqu'une petite quantité de catalyseur au palladium et un produit chimique cible ont été ajoutés au même pot de réaction, l'hydrogène produit par les microbes était suffisant pour entraîner l'hydrogénation dans des conditions douces et peu énergivores.
L'ensemble du processus se déroule dans un seul ballon scellé, à une température proche de celle de la pièce, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser des combustibles fossiles ou de l'hydrogène gazeux provenant de l'extérieur.
Une analyse détaillée a montré que le processus peut être neutre en carbone lorsque des déchets de pain sont utilisés comme matériau de départ. En évitant l'hydrogène d'origine fossile et en détournant les déchets alimentaires de la mise en décharge ou de l'incinération, le système élimine plus de gaz à effet de serre qu'il n'en produit.
L'équipe prévoit d'étendre cette approche à une gamme plus large de produits de consommation courante et d'étudier différents hôtes microbiens afin de développer des souches qui ne nécessitent pas l'utilisation d'un catalyseur métallique.
L'étude, publiée dans Nature Chemistry, a été financée par l'UK Research and Innovation (UKRI), le Conseil européen de la recherche (ERC), l'Industrial Biotechnology Innovation Centre (IBioIC) et le High-Value Biorenewables Network.
L'université d'Édimbourg s'est engagée à créer un monde plus durable grâce à ses recherches, son enseignement, ses partenariats et ses innovations de premier plan.
Elle est reconnue comme l'une des meilleures universités au monde pour son impact environnemental et social, et la lutte contre les urgences climatiques et environnementales est un élément clé de la mission de l'université, qui vise à devenir neutre en carbone d'ici à 2040.
Le professeur Stephen Wallace, titulaire de la chaire personnelle de biotechnologie chimique de l'école des sciences biologiques de l'université d'Édimbourg, a déclaré : "L'hydrogénation est à la base d'une grande partie de la fabrication moderne, mais elle dépend encore presque entièrement de l'hydrogène produit à partir de combustibles fossiles. Nous avons montré que les cellules vivantes peuvent fournir cet hydrogène directement, en utilisant les déchets comme matière première, et ce d'une manière qui peut même être négative en termes de carbone.
"Cette approche ne se limite pas non plus à la chimie alimentaire. L'hydrogénation est utilisée dans les produits pharmaceutiques, la chimie fine et les matériaux. Le fait de pouvoir effectuer ces réactions en utilisant de l'hydrogène microbien ouvre de nouvelles possibilités de fabrication durable à l'échelle".
Susan Bodie, directrice du développement de l'innovation et de l'octroi de licences à Edinburgh Innovations, a déclaré : "Le professeur Wallace est l'un des nombreux chercheurs qui ont participé à l'élaboration du projet : "Le professeur Wallace est l'un des nombreux chercheurs de l'université d'Édimbourg qui utilisent des techniques d'ingénierie biologique innovantes et durables pour valoriser les déchets. Ces techniques pourraient contribuer à une révolution verte dans la fabrication industrielle au Royaume-Uni et au-delà, et nous invitons les entreprises intéressées par une collaboration avec nous à nous contacter".
Douglas Martin, fondateur et PDG de MiAlgae, a déclaré : "MiAlgae utilise des techniques biotechnologiques avancées pour produire durablement des oméga 3 pour l'aquaculture et l'alimentation des animaux domestiques. Après avoir récemment inauguré notre nouvelle usine à Grangemouth, nous sommes convaincus que la biotechnologie peut transformer les processus industriels et construire un avenir plus durable".
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Native H2 pathways enable biocompatible hydrogenation of metabolic alkenes in bacteria; Nature Chemistry, 2026
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