I fremtiden spiser vi trær

Forskere har funnet nye enzymer som bryter ned plantemateriale raskere. Det betyr at vi kan bruke deler av ikke-spiselige planter i matvarer i nær fremtid.

Publisert
Nye enzymer kan benyttes til å bryte ned treverk raskt. (Foto: John Yngvar Larsson / Skog og landskap)
Nye enzymer kan benyttes til å bryte ned treverk raskt. (Foto: John Yngvar Larsson / Skog og landskap)

Om forskningsgruppa

Arbeidet er publisert i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Science of the United States of America (PNAS).

Arbeidet ble utført ved Institutt for kjemi, bioteknologi og matvitenskap ved NMBU i «Protein Engineering and Proteomics»-gruppen som ledes av professor Vincent Eijsink.

Studiet har blitt ledet av Jane W. Agger og Bjørge Westereng men også gruppemedlemmene stipendiat Trine Isaksen, Aniko Varnai, og professor Svein Horn har vært involvert, samt samarbeidspartnere i København og Wien.

Trær inneholder store mengder karbohydrater, som også er viktige komponenter i matvarer. 

Den typen karbohydrater det er snakk om fremmer vekst av gode bakterier i tarmen, og gir oss dermed bedre helse.

Trær inneholder de samme byggesteinene og har tilsvarende struktur som mange av karbohydratene i annet spiselig plantemateriale.

– Dermed kan karbohydrater fra trær hentes ut og videre brukes som tilsetting i matvarer i fremtiden, sier forsker Bjørge Westereng ved NMBU – Norges miljø- og biovitenskapelige universitet.

Tilsvarende karbohydrater fra ikke-fordøyelig plantemateriale brukes i dag allerede i fôr til dyr. 

Oppfinnelsen av enzymet gir altså nye muligheter for trevareindustrien.

Et viktig tilskudd til bioøkonomien

De nye enzymene for nedbrytning av plantecellevegger åpner nye muligheter innen bioraffinering. De bidrar til at nedbrytingsprosessen for plantematerialer kan gjøres mer effektivt. 

– Effektiviteten i slike prosesser avhenger helt og holdent av at man får brutt ned plantecelleveggene på en god måte, slik at man kan bygge nye materialer, sier Westereng.

– Dette innebærer at vi kan bruke biologisk materiale som utgangspunkt for å lage nye materialer og erstatte oljebaserte materialer, som for eksempel plastikkemballasje.

Et foregangsmiljø innen enzymforskning

I 2010 gjorde forskere et gjennombrudd i forståelsen av nedbrytning av cellulose, som er en viktig byggestein i planter, og som inneholder mye av plantematerialets energi.

Med raskere nedbryting er det enda mer realistisk å erstatte biobaserte materialer med oljebasert emballasje. (Foto: Colourbox)
Med raskere nedbryting er det enda mer realistisk å erstatte biobaserte materialer med oljebasert emballasje. (Foto: Colourbox)

Dette arbeidet fikk mye oppmerksomhet over hele verden fordi nedbryting av cellulose til enkeltsukkere er en vanskelig oppgave, og som må løses for å få fart på bioøkonomien. 

Bioøkonomi går ut på å utnytte biologiske ressurser i bærekraftige kretsløp til å lage produkter og energi blant annet ved hjelp av bioteknologi.

Fornybar biomasse kan bli råvarer for nyttige produkter og miljøvennlig energi.

Nytt gjennombrudd

Nå viser den samme forskningsgruppen at disse nye enzymene, noe uventet, også er essensielle i nedbrytingen av andre karbohydrater i planters cellevegger, som gjerne kalles hemicellulose.

Hemicellulose utgjør cirka en tredjedel av plantebiomassen, og utgjør med det omtrent en like stor andel som cellulose.

Denne klassen av enzymer bryter ned et bredere spekter av byggesteiner i plantecellevegger, nemlig også Hemicellulosene.

– Enzymene vi har oppdaget er av en slik art at de kommer til i områder av plantecelleveggene der andre enzymer ikke så lett kommer til, sier Westereng. 

– På denne måten gjør de nedbrytingen av plantecelleveggen mer effektiv.

Gir også mer forståelse for soppangrep

I tillegg er de nye funnene av stor betydning for forståelsen av hvordan planter blir angrepet av sykdomsfremkallende sopp.

– Enzymene pøses ut i store mengder tidlig i angrepet av plantene og er trolig blant de viktigste våpnene soppen har i sitt angrep, sier forskeren.

Referanse:

Jane W. Agger m.fl: Discovery of LPMO activity on hemicelluloses shows the importance of oxidative processes in plant cell wall degradation. PNAS (Sammendrag)