Пшеничная солома — потенциальный источник биотоплива. Но прежде чем солому можно будет превратить в полезные продукты на биоперерабатывающих заводах, полимеры, из которых она состоит, необходимо разбить на строительные блоки. Ученые обнаружили, что микробы из кишечника определенных видов термитов расщепляют лигнин, особенно прочный полимер в соломе.

В соломе и другом высушенном растительном материале три основных полимера — целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин — вплетены в сложную трехмерную структуру. Первые два полимера представляют собой полисахариды, которые можно расщепить на сахара, а затем превратить в топливо в биореакторах. Лигнин, с другой стороны, представляет собой ароматический полимер, который можно преобразовать в полезные промышленные химические вещества. Ферменты грибов могут разлагать лигнин, который из трех полимеров разложить сложнее всего. Ученые ищут бактериальные ферменты, которые облегчат производство.

Исследователи изучили процесс, с помощью которого микробы древесных насекомых разлагают лигнин в пшеничной соломе, и выяснили, как они меняют этот материал.

Ученые добавили по 500 кишечников каждого из четырех высших видов термитов для разделения анаэробных биореакторов, а затем — пшеничную солому в качестве единственного источника углерода. Через 20 дней они сравнили состав переваренной соломы с необработанной. Выяснилось, что все микробиомы кишечника разлагают лигнин (до 37%), хотя они более эффективно расщепляют гемицеллюлозу (51%) и целлюлозу (41%). Лигнин, оставшийся в соломе, также изменился — некоторые из его субъединиц окислились.

Исследователи предположили, что эффективное разложение гемицеллюлоз микробами могло также увеличить разложение лигнина, сшитого с полисахаридами. В будущей работе ученые хотят выявить микроорганизмы, ферменты и пути разложения лигнина, ответственные за эти эффекты, которые могут найти применение на заводах по переработке лигноцеллюлозы.