晚飯吃什麼？新技術讓「木頭」也可食用！

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研究人員已成功地將纖維素轉化為澱粉，這有可能使非傳統的食物作物成為食物來源。

不斷增長的人口數量和食物消耗量預示著，至2050年全球對食物的需求將增長50%～100%，全球30%的耕地和70%淡水資源將用於滿足全球70億人口的口糧。澱粉是人類食物中的一個重要成分，因為人類所攝入的碳水化合物幾乎一半都來自於澱粉，提供了人類所需能量的50%～60%。而纖維素是維持植物細胞壁的主要成分，也是地球上最多的一種碳水化合物。每年農作物所產出的纖維素量約是澱粉的40倍。此外，纖維植物以及生物能源植物往往能生長於低質量的土壤中，且所需的投入(例如肥料、雜交、除蟲等)也較少。相反，那些富含澱粉的農作物則需要高質量的土壤以及足夠的投入才能實現高產。但富含纖維素的植物一般只能作為飼料餵養牲畜。如果能夠經濟合理地將纖維素轉化為澱粉，就能給農業帶來革命，同時還能維持生物多樣性，減少農業對環境的破壞。

最近，科研人員發現了一種能將纖維素轉變為澱粉的酶轉化法，能通過一種人工合成的酶催化途徑將預處理的生物量轉變為澱粉。該酶催化途徑包括來自細菌、真菌和植物的4種酶：內切葡聚糖酶、纖維二糖水解酶、纖維二糖磷酸化酶和α-葡聚糖磷酸化酶。土豆α-葡聚糖磷酸化酶中的一個特殊的多肽帽對於將纖維素部分水解所產生的一個中間產物轉變為直鏈澱粉至關重要。纖維素中有高達30%的脫水葡糖被成功轉變為澱粉，而剩餘的纖維素則被水解為酵母生成乙醇所需的葡萄糖。此外，由此轉化而來的直鏈澱粉在消化過程中並不會被澱粉酶完全水解為葡萄糖，因而它既能充饑又具有纖維素的清腸功效，這將有助於大大降低肥胖和糖尿病的發病率。

一旦這種酶轉化方式能投入大規模生產，必將能解決食物、生物能源和環境之間的難題。

參考文獻：Proceedings of the National Academy of Sciences 2013;110:7182-7187

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