Novost u proizvodnji bioetanola

U trenutnoj svjetskoj proizvodnji, najveći udio bioetanola dobiva se iz klipova kukuruza, odnosno sjemena. Razlog tome je što je postupak razgradnje celuloze iz listova i stabljike biljke kukuruza i prerade u ugljikohidrate, koji vrenjem prelaze u etanol, vrlo zahtjevan i skup.

Enzimi iz kravljeg želuca

Skupina znanstvenika iz Sveučilišta u Michiganu, predvođena prof. Mariam Sticklen, iz Zavoda za tlo i usjeve, razvila je nove generacije tzv. spartanskog kukuruza, koji sadrže enzime potrebne u razgradnji celuloze i hemiceluloze u jednostavne šećere iz listova kukuruza. Ovaj pronalazak omogućit će jeftiniju i učinkovitiju proizvodnju bioetanola.

U budućnosti, poljodjelci će moći prodati i lišće i stabljike kukuruza, a ne jedino sjeme iz klipova, koji će služiti u proizvodnji bioetanola i time će se od trenutno bezvrijednih dijelova biljke kukuruza dobiti vrijedna roba.

Krave, pomoću ovih bakterija, pretvaraju vlakna celuloze u energiju. Korištenjem cijele biljke kukuruza, proizvodit će se više goriva uz manje troškove.

Za razgradnju celuloze u jednostavne šećere potrebna su tri enzima. Novi hibrid kukuruza stvoren za proizvodnju biogoriva sadrži sva tri enzima. Prva generacija spartan hibrida sadržavala je enzim iz mikroba koji žive u izvorima s vrućom mineralnom vodom i razgrađivao je celulozu na velike dijelove.

Druga generacija imala je gene iz mikroba gljivica čiji su enzimi prethodno razgrađene veće dijelove celuloze pretvarali u parove molekule ugljikohidrata, a najnovija generacija s mikrobima iz želuca krave sadrži enzim koji odvaja parove šećera u jednostavne molekule šećera koji su pogodni za postupak vrenja i pretvaranja u etanol.

Hibridi koji štede novce

Po riječima prof. Sticklen, ovi hibridi štede novce u proizvodnji biogoriva, jer bi se inače moralo
posebno kupovati potrebne enzime koji su vrlo skupi. Modifikacija strukture DNA mikroorganizma iz želuca krave zahtijevala je složen laboratorijski rad da bi se prilagodila stanicama kukuruza. „Najbliža usporedba ovog vrlo složenog postupka bila bi kićenje božićnog drvca. Dodavanje gena u biljku kukuruza je kao dodavanje jedne žaruljice na drvce prepuno žaruljica. Sve je prepuno žica, prekidača i međusobnog preklapanja“, naglasila je prof. Sticklen.

Od najveće važnosti u ovom postupku je preciznost i preglednost. Potrebno je istovremeno povećati produktivnost, a sve ostale funkcije moraju ostati netaknute. U slučaju da se enzim smjesti na pogrešno mjesto, biljka ne bi mogla normalno rasti i razvijati se, već bi propala. Stoga je bio cilj naći najpogodnije mjesto za enzim, koji je smješten u dio biljke zvan vakuola, gdje se nalazi do berbe. S obzirom na to da se enzim nalazi jedino u vakuolama u zelenom tkivu biljke, proizvodi se samo u listovima i stabljici, ali ne i u sjemenu, korijenu ili polenu kukuruza i aktivira se tek ako se biljka koristi za proizvodnju biogoriva. Ova najnovija generacija spartan hibrida kukuruza korak je ispred znanosti i tehnologije, pa čak i politike, jer bi ovim pronalaskom većina država mogla samostalno proizvoditi gorivo.

Autor: Goran Beinrauch, dipl. ing. agr.