Skrobia jest jednym z najważniejszych składników diety. Pokrywa od 20-40% dziennego zapotrzebowania kalorycznego dorosłej osoby. Globalne zapotrzebowanie na żywność może sie podwoić w przeciągu kolejnych 40 lat z powodu wzrostu populacji oraz konsumpcji przypadającej na jedną osobę.

Aby podołać rosnącym wymaganiom, przyszłościowy rynek żywności będzie musiał przestrzegać strategii zrównoważonego rozwoju. Produkcja biopaliw, odnawialnych źródeł energii, roślin bogatych w skrobię, roślin energetycznych (bogatych w celulozę) powinna nieustanie wzrastać, przy jednoczesnym minimalizowaniu negatywnych wpływów na środowisko.

Nowa generacja biorafinerii oparta na jednoczesnej enzymatycznej biotransformacji i fermentacji mikrobiologicznej mogłaby rozwiązać problem związany z rosnącym zapotrzebowaniem na żywność. Dodatkowo mogłaby dostarczyć źródło do produkcji biopaliw z jednoczesnym zachowaniem środków zapewniających ochronę środowiska.

Nowa metoda opiera się na konwersji “one-pot” celulozy do skrobi z biomasy roślinnej poddanej wstępnej obróbce poprzez szlak syntezy enzymatycznej, w skład którego wchodzą endoglukanaza, celobiohydrolaza, fosforylaza celobiozy, fosforylaza alfa-glukanowa pochodzące z organizmów bakteryjnych, roślinnych i grzybów. Wydajność produkcji waha sie w granicach 30%. Pozostałe jednostki celulozy hydrolizowane są do glukozy odpowiedniej do produkcji etanolu przez drożdże obecne w tym samym bioreaktorze. Etanol z kolei może być wykorzystywany jako źródło potencjalnego biopaliwa.

Celuloza jest składnikiem ścian komórkowych roślin i jest najbardziej rozpowszechnionym węglowodanem na ziemi. Nowy sposób produkcji skrobi z celulozy otwiera drzwi dla wykorzystania potencjalnie nieodżywczych roślin jako źródła pokarmowego, redukując przy tym wykorzystanie cennych gruntów uprawnych, ilość stosowanych nawozów i pestycydów, których wymagają rośliny rolne.

Skrobia, którą prof. Zhang i jego zespól produkują w bioreaktorach to nierozgałęziona forma amyloza, która dodatkowo jest dobrym źródłem błonnika pokarmowego, którego duża ilość w diecie zmniejsza ryzyko otyłości i cukrzycy.

Dodatkowym aspektem wykorzystania skrobi może być jej zastosowanie do produkcji jadalnych, ulegających biodegradacjifolii czy opakowań do żywności.

Prof. Zhang twierdzi również, że skrobia może nawet stanowić wysokiej gęstości nośnik do magazynowania wodoru, który może rozwiązać problemy związane z jego przechowywaniem i dystrybucją.

Innowacyjny pomysł jest przyjazny dla środowiska, gdyż nie wymaga drogiego sprzętu i odczynników chemicznych oraz nie wytwarza żadnych odpadów. Kluczowe enzymy unieruchomione na magnetycznych nanocząstekach można łatwo poddać recyklingowi za pomocą siły magnetycznej.

Anita Kunikowska

Źródło:

http://www.sciencedaily.com/releases/2013/04/130416085309.htm