近日，意大利威尼斯大学的实验室发明了一项有别于传统的制备方法，能够以经济、可持续的方式将纤维素转化为山梨糖醇。
这个新的制备方式由分子科学和纳米系统学院的阿维斯·佩罗萨（Alvise Perosa）和毛里齐奥·塞尔瓦（Maurizio Selva）两位教授，及博士生丹尼勒·波利多罗（Daniele Polidoro）和詹卡尔梅洛·斯塔米拉（Giancarmelo Stamilla）进行完善，并已正式获得专利，可在一些主要的工业领域，如医药、食品、美妆和纺织等得到应用，以发展可持续的生物经济。
这项发明由詹卡尔梅洛·斯塔米拉（Giancarmelo Stamilla）在“柏林墙”活动意大利会场（Falling Walls Lab Italy）完成展示，并赢得了最终奖项。该比赛活动是米兰比科卡大学，联合米兰大学、贝加莫大学、帕维亚大学、博科尼大学、MUSA协会、大学企业孵化器PoliHub、创新机构Social Innovation Team和大学技术转移协会Netval赞助举办的。而十一月份，这个新发明被带到柏林举行的“柏林墙”会议（Falling Walls Conference di Berlino）上，在来自100个国家的学术专家和业界人士面前亮相。
“山梨糖醇是一种具有广泛用途的糖替代品，例如作为化妆品和食品的常见成分，”化学教授阿维斯·佩罗萨（Alvise Perosa）解释道，“从化学角度看，它相当于一个‘构件’，是一个对构筑结构更为复杂的大分子很实用的简单分子。山梨糖醇来源于纤维素，即自然界中分布最广的聚合物，也是可持续化学的起点。纤维素提取自植物，由碳、氧和氢组成。用酸处理纤维素会得到葡萄糖，即常规的糖；后者通过化学或生物的过程，则转换为山梨糖醇”。
目前，将纤维素转化为山梨糖醇的过程是不可持续的，需要耗费大量时间、资金及资源。这个过程包括两个步骤，分别在两套设备中进行。在第一步，酸水解纤维素以获得葡萄糖的过程中，会用到危险的腐蚀性矿物质酸，如盐酸，其残留需从产物中小心去除掉。第二步则为氢化，即用氢气处理葡萄糖以获得山梨糖醇。
“我们所申请的专利遵循了同样的过程，即同样是用酸处理和氢化来加工纤维素。主要区别在于我们使用二氧化碳替代矿物质酸，这使得整个转化能够在同一套设备中完成。我们通过控制温度和气压条件，将纤维素基底物置于水、氢气和二氧化碳的作用下。二氧化碳是一种可作为反应物或溶剂的气体，与水反应生成酸性的碳酸。二氧化碳与水结合产生的酸性条件‘释放’出葡萄糖（第一步），后者与氢气反应，转化为山梨糖醇（第二步）。最终，无须从产物中剔除任何杂质，因为二氧化碳可被释放进大气中，使酸性消失”。
课题组的创新不止于此，而是在可持续化学和循环经济领域更进一步：“我们将同样的工艺运用到不同来源的纤维素废料上，如纸张和棉毛，还有披萨包装盒。用于食品包装的纸板符合特定的卫生标准，可从中获得更高的山梨糖醇产量。我们的工艺如今已准备好走出大学的实验室，进入工业领域进行大规模应用”。
威尼斯大学通过创新激励计划PInK，促进构建有利于研究和开发投资的工业产权文化：为此，它支持各种机构和企业的创新行为，从而使科研贴近商业，帮助研究人员完成专利申请，处理各类对外关系。
胡雪茹 | 文章翻译
Gioia | 文章审校
Gioia | 图文编辑
来源：意大利威尼斯大学
