Lignoceluloza to główny składnik biomasy roślinnej, złożona z trzech części – ligniny, celulozy oraz hemiceluloz. O ile lignina w chwili obecnej nadaje się głównie na paliwo w przemyśle energetycznym, albo jako dodatek to nawozów, o tyle z celulozy i hemiceluloz można uzyskać wiele cukrów, które mogą zostać użyte w biotechnologii, jako na przykład źródło energii mikroorganizmów. Jednak zanim do tego dojdzie, materiał taki musi zostać poddany specjalnej obróbce.

Metod obróbki jest wiele, zależnie od tego, do czego potencjalny produkt obróbki – hydrolizat – będzie użyty. Ogólnie wyróżnia się 3 metody:

• Fizyczna, w której biomasa jest miażdżona, cięta lub podgrzewana. Metody te są drogie, ponadto często wymagają dodania białek enzymatycznych, które będą w stanie rozłożyć kompleks;
• Fizykochemiczna, która polega na poddaniu biomasy działaniu środków chemicznych w zmienionych warunkach atmosferycznych. Są to metody niezwykle drogie, wymagają specjalistycznych urządzeń oraz neutralizacji odczynników po użyciu. Ponadto, w wyniku działania kwasów oraz zasad dochodzi do tworzenia inhibitorów fermentacji (furfuralów oraz 5-hydroksyfurfuralów), przez co zastosowanie takich hydrolizatów do procesów fermentacji, bez dodatkowego oczyszczania, jest nikłe;
• Biologiczna, w której biomasa jest przetwarzana przez mikroorganizmy. Nie wymaga ona wprawdzie wielkich nakładów finansowych oraz sprzętu, ale ze względu na metabolizm mikroorganizmów straty w produkcji są znaczne.

Po prawidłowym rozdzieleniu kompleksu otrzymujemy dobrej jakości celulozę, hemicelulozę oraz ligninę.

Celuloza będąca polimerem glukozy może zostać enzymatycznie rozłożona do jej monomeru, który jest podstawowym źródłem energii dla bakterii, w związku z czym można jej użyć jako np. składnik pożywki. Hemicelulozy to niejednorodna grupa polisacharydów, która zależnie od źródła może znacznie różnić się składem. Ze względu na obecność cukrów takich jak ksyloza czy arabinoza, może być użyta (po hydrolizie do cukrów prostych) jako dodatek do żywności w postaci np. słodzików.

Warto pamiętać, czy celuloza oraz hemicelulozy to nie jedyne polisacharydy, które można znaleźć w materiałach odpadkowych po produkcji biomasy. Mogą one zawierać także takie węglowodany jak skrobia czy pektyny, które również mogą stanowić dobre źródło energii dla mikroorganizmów.

Przy obecnych „eko” trendach przetwarzanie materiałów odpadkowych, które mogą być źródłem energii dla mikroorganizmów czy stanowić, po odpowiedniej obróbce, składnik żywności lub materiałów być może wyprze tradycyjne spalanie. Na pewno nie ucierpi na tym nasz ekosystem, szczególnie, że i tak powoli odchodzi się od spalania jako głównego źródła energii.

Rafał Madaj