Дрова на обед

Биоинженеры из США разработали революционную технологию, позволяющую получать пищевой крахмал из отходов деревообрабатывающего производства. Этот метод позволит завалить едой голодающие регионы; правда, обходится он пока дороговато. Тем не менее - ученые верят, что чудесное превращение стружек в крахмал можно сделать повсеместным

Дрова на обед

Целлюлоза, которая является основным компонентом древесины, может стать для человечества одним из главных возобновляемых источников энергии. Американские биоинженеры уверены, что это вещество поможет раз и навсегда решить проблему голода, которая по-прежнему остро стоит во многих странах Экваториальной Африки, Латинской Америки и Юго-Восточной Азии.

Количество голодающих в мире приближается к миллиарду человек. Ежегодно 24 тыс. человек умирает от недоедания. Среди затронутых массовым голодом стран фигурируют даже лидеры развивающегося мира — Китай, Индия, Бразилия. Значимость этой проблемы сложно переоценить, поэтому научные разработки, направленные на борьбу с ней, всегда привлекают повышенное внимание.

Журнал «Материалы Национальной академии наук США» на этой неделе опубликовал результаты исследования полезных свойств целлюлозы, проведенного группой ученых из Вирджинии. В статье описана технология получения пищевого крахмала из древесной целлюлозы. Крахмал является самым распространенным углеводом в человеческой диете. Поэтому, вдоволь обеспечив им планету, можно добиться того, чтобы люди не умирали от недоедания.

На самом деле - идея лежала на поверхности: и крахмал, и целлюлоза состоят из молекул глюкозы, просто сахара в этих веществах связаны в различной последовательности. Вся задача сводилась к тому, как перегруппировать глюкозу для получения съедобного продукта. В упрощенном виде это происходило так. Ученые взяли два набора ферментов, получаемых от генетически модифицированных бактерий. Первая группа ферментов разложила целлюлозу на молекулы бета-глюкозы. Вторая группа преобразовала полученное вещество в цепочки альфа-глюкозы. Конечный продукт в виде сладковатой крахмальной субстанции есть не что иное, как амилоза — один из видов крахмала.

Полученный в пробирке крахмал ученые даже попробовали на вкус. «Вначале не чувствуется никакого вкуса, — рассказал руководитель исследования Персиваль Жань. — Но стоит немного пожевать, и крахмал становится сладковатым».

Самое главное - что этот метод применим в промышленных масштабах. В качестве сырья можно использовать отходы деревообрабатывающего производства — стружки и опилки. В дело пойдет также солома: с каждой собранной тонны зерновых остается две-три тонны отходов, богатых целлюлозой, которые обычно просто уничтожаются. Соотношение исходного материала к готовому продукту — десять к одному. Согласно результатам исследования, из 200 килограммов опилок можно получить 20 килограммов крахмала. Такого количества углеводов человеку хватит на поддержание жизни в течение 80 дней. Однако у этого прекрасного открытия имеется один небольшой изъян: стоимость полученного таким образом крахмала составит порядка миллиона долларов — по 50 тыс. за килограмм. Для сравнения: килограмм золота сейчас стоит чуть более 44,2 тыс. долларов.

Разумеется, при таких затратах подобное превращение не имеет смысла. Но ученых это не обескураживает. Они рассчитывают удешевить технологию на несколько порядков и сделать ее доступной даже самым небогатым странам. Готового продукта будет выходить меньше, но его себестоимость станет заметно ниже. При усовершенствовании процесса цену на «деревянный» крахмал можно довести до двух долларов за килограмм. Это все равно вдвое дороже, например, картофельного крахмала. Зато ноу-хау, предложенное американскими инженерами, обладает тем неоспоримым достоинством, что крахмала из целлюлозы можно сделать сколько угодно, благо - в соломе, стружках и опилках недостатка нет. Культивируемые растения в глобальном масштабе ежегодно приносят 180 млрд тонн целлюлозы. Даже при наличии 100 млрд тонн этого сырья авторы исследования считают возможным получать до 4,5 млрд тонн крахмала в год. Это вдвое больше нынешнего мирового производства зерновых (2,3 млрд тонн в год). Полученным крахмалом можно будет накормить треть населения Земли в 2050 году.

Приятным бонусом к этой инновационной технологии являются многочисленные отходы производства, которые составляют две трети от объема сырья. В результате переработки целлюлозы в крахмал остается обычная глюкоза. Использовать ее в пищевой промышленности не получится, но, по замыслу ученых, она отлично подойдет в качестве сырья для изготовления биотоплива. Если процесс поставить на поток, то от используемых сейчас для получения биоэтанола кукурузы и сахарного тростника можно будет отказаться.

Метод, который предложили американские биоинженеры, поможет, таким образом, решить сразу две проблемы: накормить голодных и обеспечить человечество экологически чистым топливом. А тростник и кукурузу в этом случае можно будет использовать по прямому назначению. Тогда рацион нуждающихся в продовольствии сотен миллионов человек станет не только более обильным, но и разнообразным.

Статьи по теме:
Казахстан

От практики к теории

Состоялась презентация книги «Общая теория управления», первого отечественного опыта построения теории менеджмента

Тема недели

Из огня да в колею

Итоги и ключевые тренды 1991–2016‑го, которые будут влиять на Казахстан в 2017–2041‑м

Казахстан

Не победить, а минимизировать

В Казахстане бизнес-сообщество призывают активнее включиться в борьбу с коррупцией, но начать эту борьбу предлагают с самих себя

Международный бизнес

Интернет больших вещей

Освоение IoT в промышленности позволит компаниям совершить рывок в производительности