BBCPersian.com
  •    راهنما
تاجيکستان
پشتو
عربی
آذری
روسی
اردو
 
به روز شده: 16:22 گرينويچ - سه شنبه 27 مه 2008 - 07 خرداد 1387
 
اين صفحه را برای دوستان خود بفرستيد   صفحه بدون عکس
تولید سوخت زیستی از پسمانده های گیاه
 

 
 
دکتر مریم بهروز(استیکلن)، دانشمند ایرانی در دانشگاه ایالتی میشیگان آمریکا
دکتر مریم بهروز(استیکلن)، دانشمند ایرانی در دانشگاه ایالتی میشیگان آمریکا
گروهی از محققان در دانشگاه ایالتی میشیگان آمریکا، به سرپرستی یک دانشمند ایرانی، موفق شده اند با استفاده از گیاه ذرت و آنزیم موجود در معده گاو سوخت زیستی یا گیاهی ارزان قیمت تولید کنند. این گونه جدید ذرت که از نظر ژنتیکی تغییراتی در آن ایجاد شده، تولید سوختهای زیستی را بسیار مقرون به صرفه می کند بدون اینکه به بذر گیاه آسیبی برسد.

در حال حاضر تولید سوختهای زیستی از جمله اتانول، بیشتر به وسیله دانه های گیاه انجام می شود و از برگها و ساقه گیاه استفاده نمی شود، چرا که شکستن (تجزیه) سلولز موجود در برگها و ساقه ذرت و تبدیل آن به قند و اتانول، روندی بسیار دشوار و پرهزینه است.

اما کشف جدید، این امکان را فراهم می کند که از برگها و ساقه های گیاه، که پس مانده های آن محسوب می شوند، برای تولید ارزان اتانول استفاده شود و دانه های گیاه هم بدون آنکه به سوخت بدل شود مانند گذشته به عنوان مواد غذایی مصرف شود.

پژوهشگران دانشگاه ایالتی میشیگان به سرپرستی دکتر مریم بهروز (استیکلن) موفق شدند ذرتی را تولید کنند که حاوی آنزیم خاصی است. این همان آنزیمی است که به گاو امکان می دهد که برگها و ساقه های فیبری گیاه را هضم کرده و به قندهای ساده تبدیل کند.

در ایران هم می توان از کشف جدید برای تبدیل پسمانده های نیشکر و برنج به سوخت گیاهی استفاده کرد.

دکتر بهروز درباره ایده اولیه این تحقیق می گوید: "کشف ها و اختراعات ما همیشه از طبیعت الهام می گیرد. در این مورد من فکر کردم که یک گاو که مثلا در آفریقا زندگی می کند و فقط علف های بیابانی و بوته های خار می خورد، چطور می تواند آنها را هضم کند و به انرژی تبدیل کند. بعد متوجه شدیم که میکروبی در داخل شکم دوم یا معده دوم گاو وجود دارد که دارای آنزیم خاصی است و علفی که می خورد به کمک آن، به انرژی تبدیل می شود."

محققان این ژن مخصوص را به ژنوم گیاه ذرت اضافه کردند. به این ترتیب قند موجود در برگ ها و ساقه گیاه ذرت بدون اضافه کردن مواد شیمیایی مصنوعی گران قیمت، به قندهای ساده تبدیل می شود و در مرحله بعد از آن اتانول گرفته می شود.

سه نسل ذرت

برای تبدیل فیبر به قند سه نوع آنزیم مختلف لازم است. ذرت جدیدی که در دانشگاه ایالتی میشیگان تولید شده دارای هر سه آنزیم لازم است که در سه مرحله به ذرت اضافه شده است:

  • ذرت نسل اول در سال ۲۰۰۷ با کمک آنزیمی تولید شد که در میکروب موجود در چشمه های آب گرم وجود داشت. آنزیمی که با آن می شود سلولز گیاه را به دو قسمت بزرگ (پلی ساکارید) تقسیم کرد.
  • ذرت نسل دوم با کمک ژن موجود در نوعی قارچ طبیعی بوجود آمد که قطعات بزرگ سلولز را که از مرحله اول بدست آمده بود به قندهای دو تایی (دی ساکارید) تبدیل می کند.
  • ذرت نسل جدید با کمک آنزیم موجود در معده گاو تولید می شود. آنزیمی که مولکولهای قندهای دو تایی را به قندهای ساده (مونو ساکارید) می شکند و این قندهای ساده براحتی قابل تبدیل به اتانول هستند.

به گفته کارشناسان این مسئله مهم است که عاملی خارجی به بخش خوراکی گیاه یعنی بذر آن اضافه نشود. اما محققان چطور توانستند کاری انجام دهند که این ژن، روی بذر گیاه اثر نگذارد و فقط بر روی برگ و ساقه گیاه اثر کند.

در حال حاضر تولید سوختهای زیستی از جمله اتانول، بیشتر به وسیله دانه های گیاه انجام می شود و از برگها و ساقه گیاه استفاده نمی شود.

دکتر بهروز می گوید: "برای این که این آنزیم روی بذر گیاه اثر نکند، ما این ژن را وصل کردیم به دستگاه فتوسنتز گیاه که در واقع انرژی آفتاب را می گیرد و در قسمت سبز گیاه یا بخش های کلروفیل دار انرژی درست می کند. یعنی این ژن را وصل کردیم به ژنی که گیاه را سبز نگه می دارد. در نتیجه این آنزیم، فقط روی قسمت سبز گیاه درست می شود."

به گفته کارشناسان وقتی که یک عامل خارجی به گیاه اضافه می شود گیاه دو راه دارد یا از بین برود و یا عامل خارجی از جمله آنزیم را از بین ببرد اما این دانشمندان به دنبال راهی بودند که نه گیاه از بین برود و نه آنزیم را از بین ببرد.

دانشمندان دانشگاه ایالتی میشیگان آمریکا ژن را به گونه ای برنامه ریزی کردند تا آنزیم پس از تولید در قسمت سبز گیاه فورا در واکوئل سلول انبار شود و در آنجا بماند تا وقتی که گیاه درو شده و خرد شود.

به محض خرد شدن گیاه، آنزیم کمک می کند که فیبر گیاهی به قند تبدیل شود و آن قند بعدا به اتانول تخمیر شود.

افزایش بهای مواد غذایی و نگرانی از سوختهای زیستی

این روزها قیمت مواد غذایی و کشاورزی منظما در حال افزایش است. کارشناسان دو عامل اصلی را در افزایش بهای مواد غذایی دخیل دانسته اند. یکی کاهش ارزش دلار و دیگری افزایش بهای نفت.

بالا رفتن قیمت نفت منجر به اقتصادی تر شدن تولید سوختهای زیستی شده که از ذرت، نیشکر، سویا و بعضی دیگر از دانه های گیاهی بدست می آید. اما برنامه جهانی غذا وابسته به سازمان ملل متحد اعلام کرده است که در سال گذشته یک صد میلیون تن غله برای تولید اتانول مورد استفاده قرار گرفته و این میزان بسرعت در حال افزایش است.

بالا رفتن قیمت نفت منجر به اقتصادی تر شدن تولید سوختهای زیستی شده که از ذرت، نیشکر، سویا و بعضی دیگر از دانه های گیاهی بدست می آید.

با اتانولی که از ۲۳۰ کیلوگرم ذرت بدست می آید تنها می توان یک بار باک بنزین یک اتومبیل خانواده را پر کرد. در حالیکه این میزان ذرت برای تغذیه یک سال همان خانواده کافی است.

به همین دلیل بانک جهانی و سازمان ملل متحد هشدار داده اند که در حالی که مردم جهان دچار گرسنگی اند نباید مواد غذایی آنها را به سوخت تبدیل کرد.

امکان استفاده از کشف جدید در ایران

دکتر بهروز معتقد است که در ایران هم می توان از کشف جدید برای تبدیل پسمانده های نیشکر و برنج به سوخت گیاهی استفاده کرد درحالی که فعلا این پس مانده ها را می سوزانند، فرآیندی که باعث آلودگی هوا و حتی شیوع بیماری آسم می شود: "همین ژن را می توان در برنج و نیشکر گذاشت اما به گونه ای که این ژن در مورد برنج داخل بذر گیاه یا بخش خوراکی آن وارد نشود و فقط روی برگها و ساقه گیاه اثر بگذارد و در مورد نیشکر این آنزیم به آن قسمتی که شکر در آن جمع می شود وارد نخواهد شد و فقط به قسمتهایی وارد می شود که امروزه سوزانده می شود."

بر اساس پیش بینی ها تا سال ۲۰۳۰ میلادی یعنی ۲۲ سال دیگر و با رشد جمعیت جهان، تقاضا برای مواد غذایی پنجاه درصد بیشتر می شود.

کشف جدید دانشمندان دانشگاه ایالتی میشیگان، در حقیقت نه تنها باعث تولید ارزان اتانول می شود که نسبت به سوختهای فسیلی، آسیب کمتری به محیط زیست می رساند، بلکه می توان از بخش اصلی گیاه یعنی دانه های آن، به عنوان ماده غذایی استفاده کرد.

این تحقیق هم اکنون در دانشگاه ایالتی میشیگان به پایان رسیده و ثبت شده است.

گزارشی در مورد این تحقیق در جدیدترین شماره مجله “Nature Review Genetics” (ژوئن ۲۰۰۸) به چاپ رسیده است.

 
 
تصویر ساختگی از پایانه حمل و نقل شهر مصدر سوخت هیدروژنی
طرح ابوظبی برای آینده هیدروژنی
 
 
محیط زیست محیط زیست
رو در رو با ماشین عظیم سوختهای فسیلی
 
 
پالایشگاه نفت یک نگرانی
وقتی نفت تمام شد، چه بسوزانیم؟
 
 
آفتاب گردان سوخت پاکيزه
دانشمندان راهی برای توليد هيدروژن از روغن آفتاب گردان ابداع کرده اند
 
 
مطالب مرتبط
اخبار روز
 
 
اين صفحه را برای دوستان خود بفرستيد   صفحه بدون عکس
 
 
   
 
BBC Copyright Logo بالا ^^
 
  صفحه نخست|جهان|ايران |افغانستان |تاجيکستان |ورزش |دانش و فن |اقتصاد و بازرگانی |فرهنگ و هنر |ویدیو
روز هفتم |نگاه ژرف |صدای شما |آموزش انگليسی
 
  BBC News >>|BBC Sport >>|BBC Weather >>|BBC World Service >>|BBC Languages >>
 
  راهنما | تماس با ما | اخبار و اطلاعات به زبانهای ديگر | نحوه استفاده از اطلاعات شخصی کاربران