Tarwestro, de gedroogde stengels die overblijven van de graanproductie, is een potentiële bron van biobrandstoffen en basischemicaliën. Maar voordat stro door bioraffinaderijen kan worden omgezet in bruikbare producten, de polymeren waaruit het bestaat, moeten worden afgebroken tot hun bouwstenen. Nutsvoorzieningen, onderzoekers rapporteren in ACS Duurzame Chemie &Engineering hebben ontdekt dat microben uit de ingewanden van bepaalde termietensoorten kunnen helpen lignine af te breken, een bijzonder taai polymeer in stro.

In stro en ander gedroogd plantaardig materiaal, de drie belangrijkste polymeren:cellulose, hemicelluloses en lignine zijn verweven in een complexe 3D-structuur. De eerste twee polymeren zijn polysachariden, die kunnen worden afgebroken tot suikers en vervolgens worden omgezet in brandstof in bioreactoren. lignine, anderzijds, is een aromatisch polymeer dat kan worden omgezet in bruikbare industriële chemicaliën. Enzymen van schimmels kunnen lignine afbreken, wat de moeilijkste van de drie polymeren is om af te breken, maar wetenschappers zoeken naar bacteriële enzymen die gemakkelijker te produceren zijn.

In eerder onderzoek is Guillermina Hernandez-Raquet en collega's hadden aangetoond dat darmmicroben van vier termietensoorten lignine in anaërobe bioreactoren kunnen afbreken. Nutsvoorzieningen, in samenwerking met Yuki Tobimatsu en Mirjam Kabel, ze wilden het proces bekijken waarmee microben van de houtetende insecten lignine in tarwestro afbreken, en identificeer de wijzigingen die ze aan dit materiaal maken.

De onderzoekers voegden 500 ingewanden toe van elk van de vier hogere termietensoorten om anaërobe bioreactoren te scheiden en voegden vervolgens tarwestro toe als de enige koolstofbron. Na 20 dagen, ze vergeleken de samenstelling van het verteerde stro met die van onbehandeld stro. Alle darmmicrobiomen afgebroken lignine (tot 37%), hoewel ze efficiënter waren in het afbreken van hemicelluloses (51%) en cellulose (41%). Lignine die in het stro achterbleef, had chemische en structurele veranderingen ondergaan, zoals oxidatie van enkele van zijn subeenheden.

De onderzoekers veronderstelden dat de efficiënte afbraak van hemicelluloses door de microben ook de afbraak van lignine die verknoopt is met de polysachariden zou kunnen hebben verhoogd. Bij toekomstig werk, het team wil de micro-organismen identificeren, enzymen en lignine-afbraakroutes die verantwoordelijk zijn voor deze effecten, die toepassingen zouden kunnen vinden in lignocellulose-bioraffinaderijen.