Команда вчених з Віргінського політехнічного інституту та Державного університету (Virginia Tech) у Сполучених Штатах зуміла перетворити целюлозу на крохмаль - процес, який потенційно може перетворити рослини, які не вирощуються для їжі, у джерело поживних речовин.

перетворює

Ю.Х. Персіваль Чжан, професор факультету сільськогосподарських наук та інженерного факультету в центрі, очолив групу дослідників над проектом, який може допомогти прогодувати населення світу, яке, як очікується, досягне дев'яти мільярдів людей до 2050 року.

Крохмаль є однією з найважливіших складових дієти людини і забезпечує від 20 до 40% щоденного споживання калорій. Результати дослідження були опубліковані у Збірнику матеріалів Національної академії наук (PNAS).

Нове джерело їжі

Целюлоза є допоміжним матеріалом для клітинних стінок рослин і є найпоширенішим вуглеводом на Землі.
Ця нова розробка відкриває двері для можливості створення їжі з будь-якої рослини, зменшуючи потребу в сільськогосподарських культурах, які потребують добрив, пестицидів та великої кількості води.

Тип крохмалю, який виробила команда Чжана, - амілоза, яка є хорошим джерелом харчових волокон. Також було показано, що амілоза знижує ризик ожиріння та діабету, повідомляє Virginia Tech.

Але прогрес є багатообіцяючим у багатьох секторах, перевищуючи його потенційну продовольчу цінність. За словами Чжана, «крім крохмалю, який служить джерелом їжі, можна використовувати біорозкладані, їстівні та прозорі плівки для упаковки харчових продуктів. Він навіть може використовуватися для транспортування водню та вирішення проблем, пов'язаних із зберіганням та розподілом цього елемента ».

Каскадна процедура

Щоб перетворити целюлозу в амілозу, Чжан застосував нову процедуру, яка включає ферментативні каскади (хімічні реакції, при яких продукти однієї реакції споживаються в наступній реакції).

"Целюлоза та крохмаль мають однакову хімічну формулу", - пояснює вчений. Різниця полягає в їх хімічних зв’язках. Наша ідея полягала у використанні ферментативного каскаду для розриву зв’язків целюлози, що дозволило переконфігурувати його як крохмаль ", - додає він.

За допомогою цього нового методу приблизно 30% целюлози непродовольчого рослинного матеріалу (наприклад, стерні кукурудзи) може бути перетворено в амілозу. Решта використовуваного матеріалу перетворюється на глюкозу, яку можна використовувати для виробництва етанолу.

Просте комерційне виробництво

Кукурудзяна стерня складається з стебла, листя та лушпиння рослини, які залишаються після збирання колосків. Але цей самий процес можна застосувати до будь-якої рослини. Крім того, його можна легко розширити у комерційному виробництві, оскільки він не вимагає дорогого обладнання, тепла або хімічних реагентів і не створює відходів.

Розвиток цього методу, який отримав назву "одночасна ферментативна біотрансформація та мікробне бродіння", підтримали Департамент інженерії біологічних систем Virginia Tech та різні американські установи.

Бібліографічна довідка:

C. You, H. Chen, S. Myung, N. Sathitsuksanoh, H. Ma, X.-Z. Чжан, Дж. Лі, Ю. - Х. П. Чжан. Ферментативне перетворення непродовольчої біомаси в крохмаль. Праці Національної академії наук (2013) DOI: 10.1073/pnas.1302420110.