“Yenilenebilir enerji”’ler sürekli kaynağı olan enerjilerdir. “Biyokütle” de bir yenilenebilir enerjidir. Bu nedenle, biyokütlenin efektif kullanımı bir seri biyolojik ve biyoteknolojik araştırmaların da hedefi haline gelmiştir. Biyokütlenin enzimatik yıkım ile fermente şekere biyolojik çevrimi ucuz ve çevre-dost bir yaklaşımdır. Etanol üretimi için önce lignoselülozik biyokütle içinde saklı olan bu şekerin eldesi gerekiyor. Yani selülozik biyoetanol lignoselülozdan elde ediliyor. Lignoselüloz; selüloz, hemiselüloz ve lignin adı verilen üç polisakkarit polimerden oluşmuştur. Selüloz doğadaki en yaygın polimerdir. Bütün bitkilerin hücre duvarlarında bulunur. Ancak biyoetanol üretimi için belirli aday bitkiler vardır.

Uzun bir arayıştan sonra günümüzde en verimli enerji bitkilerinin Panicum virgatum ve Miscanthus gibi ot türleri olduğu anlaşıldı. Çünkü bunların bazı avantajları var. Örneğin Miscanthus bir tahıl grubu (Poaceae ailesi) üyesidir. Yani “economically important grasses” olan buğday, arpa ve mısırla akrabadır. USDA (Amerikan Tarım Bakanlığı ) 2011 yılında bir Miscanthus melezini “enerji bitkisi” olarak belirledi ve bir özel sektör programı dahilinde geniş ekim alanlarında yetiştirilmesine karar verdi (Amerika’daki bilim politikasına bir örnek). İlginç olarak bu otsul bitki yüksek oranda fotosentez yapmakta ve çok az su ile yaşamını sürdürebilmektedir. Bu avantajlarına ek olarak “rizom”ları vejetatif üretimine olanak sağlamaktadır. Yani tomurcuklardan büyüyen bir rizomu (gövde parçası) parçalayarak çok sayıda yeni bitki elde edebilirsiniz.

Böylece, biyoyakıtlarla birlikte otlar bir kez daha dünyadaki en önemli bitki gruplarından biri haline geldi. Hücre duvarlarındaki kompleks polisakarit bileşimlerinin –ki bunlara CP “Complex Polysaccharides” deniyor- nasıl bir araya geldiği detaylı inceleniyor. Yani bitki hücre duvarı tekrar masaya yatırılıyor. Dikotil hücre duvarı ksiloglukanlara çapraz bağlı selüloz fibriller içerirken, otlarda duvarın %40’ı arabinoksilan (AX) adı verilen bir hemiselülazdan oluşuyor. Selüloz yapıcı enzimlerin gen ailelerinin tanımlanması bu karmaşık glukan bağlanmalarına ilişkin yeni bilgiler verecektir. Fakat biyoetanol üretiminde esas önemli olan bu karmaşık polisakaritlerin şekere nasıl yıkılacağı? İlginç olarak CP’yi efektif olarak yıkıma uğratan enzimler bir deniz bakterisinde (Saccharophagus degradans) bulunmuştur.

miscanthus-sinensis-gracillimus

Advertisements