La paille de blé, les tiges séchées restantes de la production céréalière, est une source potentielle de biocarburants et de produits chimiques de base. Mais avant que la paille puisse être convertie en produits utiles par les bioraffineries, les polymères qui le composent doivent être décomposés en leurs éléments constitutifs. Maintenant, chercheurs rapportant dans ACS Chimie et Ingénierie Durables ont découvert que les microbes des intestins de certaines espèces de termites peuvent aider à décomposer la lignine, un polymère particulièrement résistant dans la paille.

Dans la paille et autres matières végétales séchées, les trois principaux polymères :la cellulose, les hémicelluloses et la lignine sont entrelacées dans une structure 3-D complexe. Les deux premiers polymères sont des polysaccharides, qui peuvent être décomposés en sucres puis convertis en carburant dans des bioréacteurs. Lignine, d'autre part, est un polymère aromatique qui peut être converti en produits chimiques industriels utiles. Les enzymes des champignons peuvent dégrader la lignine, qui est le plus dur des trois polymères à décomposer, mais les scientifiques recherchent des enzymes bactériennes plus faciles à produire.

Dans des recherches antérieures, Guillermina Hernandez-Raquet et ses collègues ont montré que les microbes intestinaux de quatre espèces de termites pouvaient dégrader la lignine dans les bioréacteurs anaérobies. Maintenant, en collaboration avec Yuki Tobimatsu et Mirjam Kabel, ils voulaient examiner de plus près le processus par lequel les microbes des insectes xylophages dégradent la lignine dans la paille de blé, et identifier les modifications qu'ils apportent à ce matériel.

Les chercheurs ont ajouté 500 boyaux de chacune des quatre espèces de termites supérieures pour séparer les bioréacteurs anaérobies, puis ont ajouté de la paille de blé comme seule source de carbone. Après 20 jours, ils ont comparé la composition de la paille digérée à celle de la paille non traitée. Tous les microbiomes intestinaux ont dégradé la lignine (jusqu'à 37 %), bien qu'ils soient plus efficaces pour décomposer les hémicelluloses (51 %) et la cellulose (41 %). La lignine restée dans la paille avait subi des modifications chimiques et structurelles, comme l'oxydation de certaines de ses sous-unités.

Les chercheurs ont émis l'hypothèse que la dégradation efficace des hémicelluloses par les microbes aurait également pu augmenter la dégradation de la lignine réticulée aux polysaccharides. Dans les travaux futurs, l'équipe veut identifier les micro-organismes, enzymes et voies de dégradation de la lignine responsables de ces effets, qui pourraient trouver des applications dans les bioraffineries de lignocellulose.