लिग्नीन निर्मितीतील विकर ओळखले

जैवइंधन निर्मिती प्रक्रियेतील महत्त्वाचा अडसर असलेल्या लिग्निनच्या निर्मिती प्रक्रियेतील महत्त्वाचे विकर ओळखण्यात आंतरराष्ट्रीय संशोधकांच्या गटाला यश आले आहे. त्यामुळे या सेल्युलोजपासून ग्लुकोज निर्मितीमध्ये चारपटीने वाढ होऊ शकत असल्याचे दिसून आले आहे. हे संशोधन सायन्स एक्स्प्रेस मध्ये प्रकाशित करण्यात आले आहे.

खनिज तेलाचे साठे मर्यादित असल्याने जैवइंधनाच्या निर्मितीसाठी सातत्याने संशोधन केले जात आहे. वनस्पतीमधील शर्करेचा उपयोग जैवइंधनाच्या निर्मितीसाठी करता येत असला तरी ही पिके सुपीक जमिन अडवून अन्न धान्य उत्पादन कमी होऊ शकेल. त्यासाठी वेगाने वाढणाऱ्या पॉपलर, इकॅलॅप्टिस किंवा मका, स्टोव्हर या सारख्या गवतवर्गीय पिकांचा जैवइंधनासाठी वापर केला जातो. बेल्जियम  येथील घेंट विद्यापीठ, इंग्लंड येथील डून्डी विद्यापीठ, जेम्स हटन संस्था आणि अमेरिकेतील विस्कॉनसिन विद्यापीठातील वनस्पती संशोधकांनी एकत्रित संशोधन केले असून, लिग्नीन निर्मितीच्या प्रक्रियेतील जनुक ओळखण्यात यश मिळाले आहे.
लिग्निन ही वनस्पतीमधील पेशीतील दुसरी पेशीभित्तिका असून वनस्पतीला ताकद देते. मात्र, लिग्नीन हेच बायोमासपासून ऊर्जा निर्मितीमध्ये महत्त्वाचा अडसर आहे.  स्टॅनफोर्ड विद्यापीठातील जागतिक तापमान आणि ऊर्जा प्रकल्पाचे संचालक सॅल्ली एम बेन्सन यांनी सांगितले, की वनस्पतीतील लिग्नीनमध्ये बदल करण्याचा मार्ग या संशोधनामुळे खुला होणार असून, पिकाच्या बायोमासपासून ऊर्जा निर्मितीची कार्यक्षमता प्रचंड प्रमाणात वाढवणे शक्य होणार आहे.

इंधन निर्मितीसाठी जाणून घेऊ पेशीभित्तिका
वनस्पतीच्या पेशी इंधन कशा प्रकारे तयार करू शकतात, याविषयी पेशी भित्तिकेविषयी मुलभूत माहिती असणे आवश्यक आहे.
- पेशीभित्तिकेमध्ये मुख्यतः लिग्नीन आणि सेल्युलोजसारखे शर्करायुक्त मुलद्रव्ये असतात. क्विण्वन प्रक्रियेमध्ये सेल्युलोजचे रुपांतर ग्लुकोजमध्ये होते. याच प्रक्रियेतून अल्कोहोल, बीअर, वाईन बनविली जाते.
- लिग्निन हे शर्करेच्या मुलद्रव्यांना घट्ट बांधून ठेवते. या घट्टपणामुळे वनस्पतींना घट्टपणा किंवा ताकद मिळते. त्यामुळे झाडे ही उंच होऊनही स्वतःली स्थीर ठेऊ शकतात.
- मात्र हेच लिग्नीन जैवइंधनाच्या निर्मितीसाठी आवश्यक असलेली शर्करेची उपलब्धता कमी करते. लिग्नीनचे बंध कमी करण्यासाठी प्रचंड प्रमाणात ऊर्जा लागते.
- ज्या पिकामध्ये लिग्निनचे प्रमाण कमी असते, ती पिके जैवइंधन किंवा जैवप्लॅस्टिक निर्मितीमध्ये फायद्याची ठरतात. तसेच कागद निर्मितीसाठी सेल्युलोज फायबर मिळविण्यासाठी उपयुक्त ठरतात.

चार पट अधिक ग्लुकोज होणार उपलब्ध
सेल्युलोज मुलद्रव्ये मिळविण्यासाठी लिग्नीनच्या निर्मिती प्रक्रियेचा अभ्यास केला जातो. त्यासाठी प्रारुप वनस्पती अर्बीडॉप्सीसवर आंतरराष्ट्रीय संशोधकांचा एक गट सातत्याने प्रयोग करत आहे. त्यांना या निर्मिती प्रक्रियेतील महत्त्वाचे विकर (एन्झाईम) ओळखण्यात यश आले आहे. कॅफेयोल सिकीमेट इस्टरेज (सीएसई) असे या विकराचे नाव आहे.
- विकर कार्यरत ठेवणारे जनुकाला रोखल्यास प्रति ग्रॅम वनस्पतीच्या बायमासमध्ये 36 टक्के कमी लिग्निनची निर्मिती होते. तसेच जे लिग्नीन तयार होते, त्याची रचना बदलली जाते. त्यामुळे सेल्युलोज ते ग्लुकोज हे रुपांतर चार पटीने वाढत असल्याचे दिसून आले आहे. नियंत्रीत वनस्पतीमधून 18 टक्के ग्लुकोज मिळत असताना सीएसइ रोखलेल्या वनस्पतीतून 78 टक्केपर्यंत ग्लुकोज उपलब्ध झाले.
- हे संशोधनातील निष्कर्षांचा वापर पॉपलर, एकालॅप्टीस आणि स्विचग्रास किंवा गवतवर्गीय प्रजातीसाठी वापर करणे शक्य आहे. सीएसइ विकराचे रोधन करणारी ऊर्जा पीक जनुकिय दृष्ट्या विकसित करणे शक्य आहे.

जर्नल संदर्भ ः
Ruben Vanholme, Igor Cesarino, Katarzyna Rataj, Yuguo Xiao, Lisa Sundin, Geert Goeminne, Hoon Kim, Joanna Cross, Kris Morreel, Pedro Araujo, Lydia Welsh, Jurgen Haustraete, Christopher McClellan, Bartel Vanholme, John Ralph, Gordon G. Simpson, Claire Halpin, and Wout Boerjan. Caffeoyl Shikimate Esterase (CSE) Is an Enzyme in the Lignin Biosynthetic Pathway. Science, 15 August 2013 DOI: 10.1126/science.1241602

छायाचित्र ः अर्बिडॉप्सीस वनस्पतीच्या खोडातील लिग्नीन (दुसरी पेशी भित्तिका) लाल रंगामध्ये स्पष्टपणे दिसून येते. (स्रोत ः व्हीआयबी)