علماء يحولون السليلوز إلى نشا

http://blogg2013.blogspot.com/2013/04/b ... _3959.html
تحويل السليلوز إلى نشا يوفر مصدراً غذائياً غير مسبوق
تمكن باحثون في جامعة فرجينيا للتكنولوجيا بالولايات المتحدة، من تحويل السليلوز إلى نشا، وهي العملية التي يحتمل أن توفر مصدراً غذائياً لم يسبق استغلاله، من نباتات لم يسبق النظر إليها على أنها محاصيل غذائية.
إطعام العالم
وتقول مجلة "ساينس ديلي" العلمية، في تقرير نشرته أخيراً، إنه يمكن لهذه العملية، التي أجريت بقيادة واي إتش بيرسيفال تشانغ، وهو أستاذ مشارك في هندسة النظم البيولوجية في كلية علوم الزراعة والحياة وكلية الهندسة بجامعة فرجينيا للتكنولوجيا، أن تسهم في إطعام سكان العالم الآخذين في التزايد، والذين تشير التقديرات إلى أن عددهم سيرتفع إلى 9 مليارات نسمة بحلول عام 2050. ويعد النشا من أهم مكونات النظام الغذائي البشري، وهو يوفر ما يتراوح بين 20 % و40 % من استهلاكنا اليومي من السعرات الحرارية.
والسليلوز هو المادة الداعمة الموجودة في جدران الخلايا النباتية، وهو النوع الأكثر شيوعاً من الكربوهيدرات الموجودة على سطح الأرض. ويفتح هذا التطور الجديد، الباب أمام إمكانية إنتاج الطعام من أي نوع من النباتات، وبالتالي، تقليل الحاجة إلى زراعة المحاصيل على أرض مكلفة تحتاج إلى أسمدة، ومبيدات حشرية، وكميات كبيرة من المياه. ونوع النشا الذي أنتجه فريق تشانغ هو الأميلوز، وهو نشا مقاوم للديدان، ولا يتحلل في عملية الهضم، ويشكل مصدراً جيداً للألياف الغذائية. وقد ثبت أنه يقلل من خطر الإصابة بالسمنة والسكري.
ويعتبر هذا الاكتشاف واعداً على عدة جبهات تتجاوز الأنظمة الغذائية.
وقال تشانغ: "إلى جانب كون النشا مصدراً غذائياً، فإنه بالإمكان استخدامه في تصنيع أغطية رقيقة شفافة لتغليف المواد الغذائية القابلة للتحلل. ويمكن استخدامه أيضاً لتخزين الهيدروجين عالي الكثافة، وبالتالي، حل المشكلات المتعلقة بتخزين الهيدروجين وتوزيعه".
واستخدم تشانغ عملية جديدة تنطوي على سلسلة الإنزيمات لتحويل السليلوز إلى أميلوز.
وأوضح تشانغ قائلاً: "يحمل السليلوز والنشا الصيغة الكيميائية نفسها. ويكمن الاختلاف بينهما في روابطهما الكيميائية. وتتمثل فكرتنا في استخدام سلسلة إنزيمية لكسر الروابط في السليلوز، وإعادة تشكيلها باعتبارها روابط نشوية".
وتنطوي الطريقة الجديدة على أخذ السليلوز من مواد نباتية غير غذائية، مثل حطب الذرة، وتحويل ما يقرب من 30 % منها إلى أميلوز، وتحليل الباقي إلى جلوكوز مناسب لإنتاج الإيثانول. ويتكون حطب الذرة من مخلفات محصول الذرة بعد حصاده، بما في ذلك السوق والأوراق والكيزان المنتوفة. ومع ذلك، فإن هذه العملية تنجح باستخدام السليلوز المأخوذ من أي نوع من النباتات.
ويسهل توسيع نطاق هذه العملية الحيوية، التي أطلق عليها اسم "التحويل الأحيائي الإنزيمي والتخمير الميكروبي في آن واحد"، من أجل الإنتاج التجاري. فهي صديقة للبيئة، لأنها لا تتطلب أي معدات باهظة الثمن أو حرارة أو كواشف كيميائية، ولا تولد أي نفايات. والإنزيمات الرئيسة التي يتم تجميدها على الجسيمات النانوية المغناطيسية، يمكن إعادة تدويرها بسهولة باستخدام القوة المغناطيسية.
تصميم التجارب
أشارت مجلة "ساينس ديلي"، في تقريرها، إلى أن العالم من أصل صيني واي تشانغ، هو من صمم التجارب، وتصور مفهوم تحويل السليلوز إلى نشا. ويعد تشانغ وهونغ تشن، وهو باحث زائر في جامعة فرجينيا للتكنولوجيا، مخترعي عملية التحويل الأحيائي للسليلوز إلى النشا، التي يغطيها طلب براءة اختراع مؤقتة. وقام كل من تشون يو، وهو باحث ما بعد الدكتوراه في جامعة فرجينيا للتكنولوجيا، وتشن بمعظم الأعمال البحثيه.