Цукор з деревини
Під час другої світової війни штаби американської армії були стривожені повідомленнями, що надійшли з тропічних районів військових дій. У них говорилося про неймовірно швидкому руйнуванні армійських матеріальних засобів, що містять целюлозу. Мікробіологи швидко встановили, що винуватцями були мікроорганізми, що розщеплюють целюлозу. Ці мікроби продукують целюлази - ферментативні системи, що складаються мінімум з трьох різних ферментів (ендоглюканази, целлобіогідролази і # 946; -глюкозідази). Вони гидролитически розщеплюють целюлозу до глюкози. Целюлоза-це найбільш поширене органічне з'єднання на Землі. На її частку припадає майже 40% всієї біомаси, що, за грубими оцінками, становить 7-10 11 тонн! У зв'язку з тим що при розумному господарюванні запаси целюлози на противагу вугіллю і нафти постійно поповнюються, на неї покладають великі надії як на невичерпне джерело енергії і їжі. Целюлоза, подібно до крохмалю, - високомолекулярна сполука, що складається із залишків глюкози: проте в целюлозі глюкозні залишки пов'язані принципово іншим способом і тому не розщеплюються в організмі людини і більшості тварин. У той же час різні свободноживущие мікроорганізми і бактерії в шлунку жуйних можуть розщеплювати целюлозу до кінцевого продукту-глюкози за допомогою целлюлаз. Цей процес багатоступінчастий. Оскільки ліс уже використовується в промислових цілях і як паливо, мова йде про те, щоб повніше утилізувати до сих пір практично повністю марно знищуються відходи, що містять целюлозу. У США, наприклад, в містах щорічно накопичується 140 млн. Тонн відходів, що містять целюлозу, 3 млн. Тонн на целюлозно-паперових виробництвах, а також сотні мільйонів тонн целюлози у вигляді неперероблених відходів в лісовому та сільському господарстві. Якщо хоча б невелику частину всіх цих відходів можна було розщепити промисловими методами до глюкози за допомогою целлюлаз, це був би суттєвий внесок у виробництво продуктів харчування. З глюкози можна було б отримувати етанол шляхом спиртового бродіння, який в свою чергу міг би використовуватися як енергоносій і сировину для промисловості.
Розщеплення целюлози з допомогою целлюлаз досі залишається процесом, що вимагає рішення ще багатьох проблем. Целюлоза важко розчинна у воді, перед обробкою вона вимагає сильного роздрібнення; часто целюлоза знаходиться в оточенні лигнинов (рослинних "цементів"), що ускладнюють розщеплення. Крім того, в кристалічній формі її розщеплення ферментами утруднено. Тому відходи, що містять целюлозу, повинні бути спочатку відповідним чином - механічно, хімічно і ферментативно (наприклад, за допомогою лігніназ, гемицеллюлазу) - підготовлені, щоб стати доступними для целлюлаз. В ході багаторічної роботи з 14 000 в даний час відомих мікроорганізмів-продуцентів целлюлаз були відібрані кращі. Один з них - гриб Trichoderma viride - був виявлений в Новій Гвінеї в вигляді зеленого нальоту на зотлілому бавовняному патронташі.
У деяких країнах вже експлуатуються пілотні установки для виробництва спирту з целюлози. Наприклад, американська нафтовидобувна компанія "Галф ойл" з 1975 р має таку установку для утилізації макулатури. Попередньо оброблена целюлоза розщеплюється при цьому целюлази з Trichoderma до глюкози. Одночасно ця глюкоза зброджується до етанолу під дією дріжджів. Всього лише за один день 8% -ва целюлозна кашка перетворюється в 3,6% -ний етанол. За оцінками, в майбутньому можна буде щодня перетворювати близько 1000 тонн (сухої маси) відходів целюлози приблизно в 285 000 літрів етанолу, причому одночасно в якості побічного продукту буде отримано близько 270 тонн корму для худоби. Один американський вчений ще далі розвинув ідею переробки паперових відходів за допомогою целлюлаз. Під бурхливі оплески учасників наукового конгресу він запропонував вигідно використовувати величезні непотрібні гори паперу, що щорічно поступають з урядових кабінетів: розщеплювати їх за допомогою целюлази до глюкози і далі отримувати з глюкози етанол.