paglia di grano, gli steli secchi avanzati dalla produzione del grano, è una potenziale fonte di biocarburanti e prodotti chimici di base. Ma prima che la paglia possa essere convertita in prodotti utili dalle bioraffinerie, i polimeri che lo compongono devono essere scomposti nei loro mattoni. Ora, ricercatori che riferiscono in Chimica e ingegneria sostenibili ACS hanno scoperto che i microbi delle viscere di alcune specie di termiti possono aiutare ad abbattere la lignina, un polimero particolarmente tenace in paglia.

In paglia e altro materiale vegetale essiccato, i tre polimeri principali:cellulosa, emicellulosa e lignina sono intrecciate in una complessa struttura 3-D. I primi due polimeri sono polisaccaridi, che può essere scomposto in zuccheri e poi convertito in combustibile nei bioreattori. lignina, d'altra parte, è un polimero aromatico che può essere convertito in utili prodotti chimici industriali. Gli enzimi dei funghi possono degradare la lignina, che è il più duro dei tre polimeri da abbattere, ma gli scienziati stanno cercando enzimi batterici più facili da produrre.

In precedenti ricerche, Guillermina Hernandez-Raquet e colleghi hanno dimostrato che i microbi intestinali di quattro specie di termiti potrebbero degradare la lignina nei bioreattori anaerobici. Ora, in collaborazione con Yuki Tobimatsu e Mirjam Kabel, volevano dare un'occhiata più da vicino al processo mediante il quale i microbi degli insetti mangiatori di legno degradano la lignina nella paglia di grano, e identificare le modifiche che apportano a questo materiale.

I ricercatori hanno aggiunto 500 budella da ciascuna delle quattro specie di termiti superiori per separare i bioreattori anaerobici e poi hanno aggiunto paglia di grano come unica fonte di carbonio. Dopo 20 giorni, hanno confrontato la composizione della paglia digerita con quella della paglia non trattata. Tutti i microbiomi intestinali hanno degradato la lignina (fino al 37%), sebbene fossero più efficienti nella scomposizione dell'emicellulosa (51%) e della cellulosa (41%). La lignina rimasta nella paglia aveva subito cambiamenti chimici e strutturali, come l'ossidazione di alcune sue subunità.

I ricercatori hanno ipotizzato che l'efficiente degradazione delle emicellulosa da parte dei microbi avrebbe potuto anche aumentare la degradazione della lignina che è reticolata ai polisaccaridi. Nel lavoro futuro, il team vuole identificare i microrganismi, enzimi e vie di degradazione della lignina responsabili di questi effetti, che potrebbero trovare applicazioni nelle bioraffinerie di lignocellulosa.