Tìm ra cách biến gỗ thành thức ăn

Toàn thân cây thực vật đều chứa cellulose, một chất tạo thành các tế bào và sợi thực vật dạng như bông. Nhưng nếu ở dạng thô, cellulose không ăn được vì nó quá thô, không ngon và con người không thể tiêu hóa được chúng. Song cellulose và tinh bột lại có công thức hóa học tương tự nhau đều là một chuỗi các phân tử đường polysaccharides. Chúng chỉ khác nhau duy nhất ở điểm là các liên kết hóa học.

"Cả hai đều được cấu tạo bởi các phân tử đường (glucose), nhưng chúng có các liên kết khác nhau giữa các phân tử đường", giáo sư Zhang cho biết trong một cuộc phỏng vấn.

Cụ thể, các loại tinh bột ăn được như khoai mì và khoai tây gồm các phân tử glucose liên kết alpha-1, 4-glycosidic và dạng liên kết alpha-1, 6-glycosidic (các chỉ số 1, 4, 6 thể hiện các nguyên tử Carbon có liên kết với nhóm glucose). Khi con người tiêu hóa chất tinh bột, cơ thể sẽ sản xuất một loại enzyme là amylase phá vỡ các liên kết và biến tinh bột thành đường.

Trong khi đó, cellulose không ăn được vì các phân tử glucose liên kết theo dạng beta-1, 4-glycosidic. Loại liên kết này có thể bị phá vỡ bằng một loại enzyme là cellulose nhưng cơ thể người lại không tiết ra loại enzyme đó. "Đây chính là lý do tại sao con người không thể ăn cellulose", giáo sư Zhang nói.

Tuy nhiên theo giáo sư Zhang, nếu liên kết dạng beta được chuyển thành dạng alpha, cellulose thô có thể biến thành dạng bột mềm, mịn giống như tinh bột ngô. "Ý tưởng của chúng tôi là sử dụng các enzyme có thể phá vỡ dạng liên kết beta 1, 4. Sau đó liên kết các phân tử lại theo một liên kết mới giống như dạng alpha", giáo sư Zhang cho biết.

Quá trình chế biến này của nhóm nghiên cứu do giáo sư Zhang đứng đầu cần thiết phải tạo ra trước tiên một dụng cụ thùng chứa giống như "một dạ dày khổng lồ". Sau đó cho thân cây ngô, lá và thậm chỉ cả cỏ dai vào trong các enzyme. Nhưng enzyme sẽ phá vỡ các loại thực vật này và thạo thành dạng chứa chất tinh bột amylose có một chút vị ngọt.

Hiện nay, Zhang đang thí nghiệm quá trình phản ứng sinh học trong phòng thí nghiệm với một thùng chứa mới chỉ nhỉnh hơn ống tiêm một chút. Ông tin quá trình này có thể dễ dàng mở rộng quy mô, cũng giống như một thùng bia để lên men thay vì bằng ngũ cốc sẽ là thân cây ngô và thay vì men vi sinh sẽ thay bằng các enzyme.

Nghiên cứu của giáo sư Zhang hứa hẹn giải quyết nạn đói, một vấn đề nan giải thách thức toàn thế giới bấy lâu nay. Cellulose là loại chất carbohydrate phong phú nhất trên thế giới có ở tất cả các loại cây từ cây trồng tới cỏ dại. Giáo sư Zhang hy vọng các nước đông dân như Ấn Độ và Trung Quốc có thể sử dụng công nghệ này để sản xuất thực phẩm.