Paja de trigo, los tallos secos que sobraron de la producción de cereales, es una fuente potencial de biocombustibles y productos químicos básicos. Pero antes de que las biorrefinerías puedan convertir la paja en productos útiles, los polímeros que lo componen deben descomponerse en sus bloques de construcción. Ahora, investigadores que informan en Química e ingeniería sostenibles de ACS han descubierto que los microbios de las entrañas de ciertas especies de termitas pueden ayudar a descomponer la lignina, un polímero particularmente resistente en paja.

En paja y otro material vegetal seco, los tres polímeros principales:celulosa, hemicelulosas y lignina:se entrelazan en una compleja estructura tridimensional. Los dos primeros polímeros son polisacáridos, que puede descomponerse en azúcares y luego convertirse en combustible en biorreactores. Lignina, por otra parte, es un polímero aromático que se puede convertir en productos químicos industriales útiles. Las enzimas de los hongos pueden degradar la lignina, que es el más difícil de romper de los tres polímeros, pero los científicos están buscando enzimas bacterianas que sean más fáciles de producir.

En investigaciones anteriores, Guillermina Hernandez-Raquet y sus colegas habían demostrado que los microbios intestinales de cuatro especies de termitas podrían degradar la lignina en biorreactores anaeróbicos. Ahora, en colaboración con Yuki Tobimatsu y Mirjam Kabel, querían echar un vistazo más de cerca al proceso por el cual los microbios de los insectos comedores de madera degradan la lignina en la paja de trigo, e identificar las modificaciones que hacen a este material.

Los investigadores agregaron 500 tripas de cada una de las cuatro especies de termitas superiores para separar los biorreactores anaeróbicos y luego agregaron paja de trigo como única fuente de carbono. Después de 20 días, compararon la composición de la paja digerida con la de la paja sin tratar. Todos los microbiomas intestinales degradaron la lignina (hasta un 37%), aunque fueron más eficientes en la descomposición de hemicelulosas (51%) y celulosa (41%). La lignina que quedaba en la paja había sufrido cambios químicos y estructurales, como la oxidación de algunas de sus subunidades.

Los investigadores plantearon la hipótesis de que la degradación eficiente de las hemicelulosas por parte de los microbios también podría haber aumentado la degradación de la lignina que está entrecruzada con los polisacáridos. En el trabajo futuro, el equipo quiere identificar los microorganismos, enzimas y vías de degradación de la lignina responsables de estos efectos, que podría encontrar aplicaciones en biorrefinerías de lignocelulosa.