Percival Zhangille Kiinassa kasvaminen merkitsi sitä, että hän oppi ymmärtämään, miten tärkeää vakaa ruokavarasto on yhteiskunnallisten levottomuuksien ja nälänhädän kaltaisten katastrofien välttämiselle.

kun hänestä tuli Virginia Techin biologisten järjestelmien tekniikan apulaisprofessori, hän alkoi ajatella, kuinka riskialtista ruoan kasvattaminen on tullut sen vaatimien rajallisten resurssien vuoksi: maan, veden, siementen ja lannoitteen.

monet muut maan kasvit eivät sen sijaan ole yhtä vaativia.

”Puu, pensaat, ruohot — ne eivät tarvitse erityistä huomiota, ja luonnossa tätä ei-ruokabiomassaa on yli 100 kertaa enemmän kuin sitä tärkkelystä, jota tällä hetkellä kasvatamme ravintona”, hän kertoo The Saltille.

niinpä hän sai idean: mitä jos voisimme muuntaa tämän runsaan biomassan selluloosan syömäkelpoiseksi tärkkelykseksi, joka muodostaa 50-60 prosenttia ihmisen ravinnosta? Ehkä sellaisella teknologialla voitaisiin ruokkia ihmisiä ja samalla vähentää maatalouden ympäristövaikutuksia.

tänä keväänä julkaistussa tutkimuksessa, johon osallistui kollegoita Proceedings of the National Academy of Sciences — lehdessä, Zhang kertoo kehittämästään prosessista, jossa kiinteä selluloosa — joka voi olla peräisin puusta, ruohosta tai viljelykasvien jäännöksistä (kuten maissinkuorista) – muutetaan hiilihydraatiksi nimeltä amyloosi.

prosessi on eräs synteettisen biologian muoto ja perustuu entsyymeihin, jotka hajottavat selluloosan pienemmiksi yksiköiksi ja sitten palauttavat molekyylit tärkkelykseksi. Se tarkoittaa, että lopullinen, syötävä elintarvike — jauhe, joka Zhangin mukaan maistuu makealta-on täysin synteettinen, mutta muistuttaa muita monimutkaisia hiilihydraatteja, kuten maissitärkkelystä.

Zhang ei suinkaan ole ainoa, joka viihdyttää tätä haikealta kuulostavaa ajatusta. Jopa Nasan astrobiologit ovat kiinnostuneita muuttamaan syömäkelvottomia kasvinosia ruoaksi. Sanotaan, että astronautit saattavat haluta kasvattaa kasveja ravinnoksi pitkäaikaisilla tehtävillä, ja olisi kätevää, jos he voisivat hyödyntää kasvien selluloosaa.

selluloosa sisältää myös glukoosia, joten miksi ei vain muuteta puuta tai maissinkuoria sokeriksi? Zhang kertoo halunneensa luoda terveellisemmän ruokatuotteen, joka ei saisi verensokeria nousemaan ja laskemaan.

”tarvitsemme hitaasti metaboloituvaa sokeria, kuten tärkkelystä, jotta ihmiset voivat pitää veren glukoosipitoisuuden lähes vakiona”, hän sanoo. Se on erityisen tärkeää näinä päivinä, kun otetaan huomioon, että moderni ruokavalio, jossa on paljon sokeria, lisää riskiä sairastua diabetekseen ja muihin kroonisiin sairauksiin.

eräs yritys, Ingredion, joka on kehittänyt kaikenlaisia tuotteita maissista, tapiokasta, vehnästä, perunoista ja muista raaka-aineista, muuttaa jo muuntogeenisen maissin kuorissa olevaa selluloosaa syötäväksi kelpaaviksi tuotteiksi. Mutta Zhang sanoo, että hänen prosessinsa on ainutlaatuinen, koska hän voi käyttää mitä tahansa biomassaa, ja hän voi muuntaa sen tehokkaasti.

lyhyellä aikavälillä hän arvelee, että hänen tärkkelyksestään voisi olla hyötyä vähäkalorisena, helposti sulavana pinnoitteena, joka muuttaa muiden elintarvikkeiden koostumusta. Zhang kertoo, että hänen jauheensa voisi esimerkiksi laittaa leivänmuruja kuorruttamaan ja paistamaan kanaa. Mutta pitkällä aikavälillä hän toivoo, että tällainen teknologia mahdollistaa sen, että ihmiset voivat siirtyä selluloosaan ravinnonlähteenä, jos ja kun perinteinen maatalous kohtaa ankarampia resurssirajoituksia.

näemmekö siis lähitulevaisuudessa puusta tai maissinkuorista valmistettua tärkkelystä? Ei todennäköistä — tällä hetkellä tuotantokustannukset ovat liian korkeat. Etenkin entsyymit ovat kalliita ja epävakaita, vaikka Zhang sanoo olevansa luottavainen, että kustannukset tulevat alas.

mutta jos tämä teknologia lopulta ehtii markkinoille, ei olisi ensimmäinen kerta, kun moni meistä syö selluloosasta valmistettuja tuotteita. Elintarviketeollisuus on jo tajunnut, ettei selluloosaa tarvitse edes muuttaa tärkkelykseksi syödäkseen sitä.

Selluloosatuotteita käytetään yleisesti lisäaineena prosessoiduissa elintarvikkeissa parantamaan johdonmukaisuutta ja suutuntumaa sekä lisäämään bulkkia tuotteisiin, kuten salaatinkastikkeisiin ja jäätelöön. Mutta toisin kuin Zhangin keksintö, tämä selluloosa ei tarjoa hyödyllisiä ravintoaineita-se vain kulkee kehon läpi. Vain tarkistaa tämän listan koonnut TheStreet.com, joka osoittaa selluloosan näkyvyyttä pikaruoassa ja prosessoiduissa elintarvikkeissa, kuten Wendy ’ s Frosty pirtelöissä ja KFC popcorn-kanassa.

rasvan tavoin myös selluloosa voi auttaa pitämään ruoan kosteana, joten se on Mayo Clinicin mukaan suosittu öljyn tai voin korvike vähärasvaisissa leivonnaisissa.