日期:2013-04-19 来源:本站 供稿: 作者:管理员 类别:摘录转发
木材中的主要成分纤维素是地球上含量最丰富的有机化合物之一,并且是可再生能源的理想来源。如今,生物工程师指出,它还能够解决人类的温饱问题。在一项新的研究中,研究人员找到了一种将纤维素转化为淀粉的新途径,而淀粉是人类食物中最常见的碳水化合物。
美国黑堡弗吉尼亚理工学院和州立大学的生物工艺工程师Y.-H. Percival Zhang表示,人们第一次找到了一种切实可行的方法,证明纤维素还可以让人吃饱。研究人员采集了一些源自细菌、土壤真菌和马铃薯的基因,并用其对大肠杆菌进行了基因修饰,从而最终得到了需要的酶。其中的一组酶能够将纤维素分解成更小的分子,而其他的酶则将这些成分转化为淀粉。研究人员随后在一个玻璃容器中将这些酶与纤维素混合在一起。
与将纤维素完全分解为基础成分葡萄糖,再重新将其组装为淀粉不同,第一组酶首先将纤维素分解为纤维二糖,这是一种由一对葡萄糖分子构成的化合物。第二组酶随后将纤维二糖分解为一个常见的葡萄糖分子,以及一种名为G-1-P的分子,后者由一个葡萄糖分子与一个磷酸盐分子组成。这种G-1-P起到了构建直链淀粉的模块的作用。并未参与此项研究的帕萨迪纳市加利福尼亚理工学院生物工程师Frances Arnold表示:“这是一个简单而完美的想法。”
研究人员在4月16日的美国《国家科学院院刊》网络版上报告说,迄今为止,这一过程能够将1/3的纤维素转化为淀粉。这种化合物在干燥后能够变成白色粉末,不但能够被添加到食物中,还可以制成透明、柔软的可生物降解塑料以及能够储氢的能源设备。
尽管这一过程能够运转,但是价格却不菲。Zhang估计,考虑到他的研究团队所使用的酶的当前价格,将200千克纤维素原料转化为20千克淀粉,大约能够满足一个人80天的碳水化合物需求,约需要100万美元。但是Zhang认为,经过5到10年的进一步研究,一些公司估计可以做到每人每天仅仅0.5美元的成本。Zhang乐观地估计,全球每年大约有1000亿吨纤维素是可用的,“我们将能够得到45亿吨左右的淀粉,这差不多是目前谷物年产量(23亿吨)的两倍”。这将提供之前研究得出的在2050年养活全球人口所需粮食总量的30%。
来源:科学网
供稿:工业生物技术处