Enzymová přeměna celulózy na amylózový škrob

 
Nově vyvinutý postup využívající kaskádu enzymů umožňuje přeměnu až 30 % celulózy na amylózu použitelnou k výživě nebo k výrobě fólií.

 

Tým výzkumníků z Virginia Tech (Biological Systems Engineering) dosáhl úspěchu v přeměně celulózy na škrob. Byl k tomu použit postup nového typu, který využívá k přeměně kaskádu enzymů.

Amylóza je lineární složka škrobu, která je rezistentní vůči procesu trávení, a působí tak jako vláknina stravy.  Celulóza a škrob mají stejný chemický vzorec, ale liší se chemickými vazbami. Působením enzymů může dojít ke štěpení původních vazeb v celulóze a k vytvoření jiných (rekonfigurace), takže vznikne škrob.

Podle nového výzkumu lze celulózu z obilné slámy přeměnit z 30 % na amylózu (škrob) a zbývající glukózu dát k dispozici k produkci etanolu. Speciální polypeptidový útvar v alfa-glukan-fosforyláze z brambor má zásadní význam pro proces syntézy amylózy z částečně hydrolyzované celulózy. Na škrob se přemění až 30 % anhydro-glukózových jednotek. Zbývající celulóza se v tomtéž bioreaktoru přemění kvasinkami na etanol.

 Proces popisovaný jako „simultánní enzymová biotransformace a mikrobiální fermentace“, bude možné převést do výrobních podmínek. Není zapotřebí nákladné zařízení, teplo, drahé chemikálie, ani přitom nevznikají odpady. Podstatou jsou enzymy imobilizované na magnetických nanočásticích. Enzymy lze recyklovat pomocí magnetických sil.

Postup může být prospěšný jako potenciální zdroj živin z rostlinných materiálů nepoužívaných pro výživu, ale také např. pro výrobu škrobového biofilmu. Plodiny není zapotřebí pěstovat na hodnotných půdách a s použitím hnojiv a pesticidů. Celulóza je podpůrná složka buněčných stěn a patří mezi nejrozšířenější polysacharidy na zemi. A škrob je nejvýznamnější složkou lidské stravy, jeho podíl na energetickém přívodu tvoří 20 – 40 %.

Informace o postupu přeměny celulózy na amylózu je uvedena v článku „Enzymatic transformation of non-food biomass to starch“ zveřejněném v Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA.

Food Technology, 67, 2013, č. 5, s. 22

 

 

 

Zdroj: ÚZEI, Agronavigátor.cz

Vydáno: 4.7.2013

Autor: 
Ing. Irena Suková (ÚZEI, Agronavigátor.cz)