預計到2050年全球人口將膨脹到90億，農業生命科學與工程學院生物系統工程學副教授Y.H. Percival Zhang帶領的科研人員所研究的項目，就是為了應對這個不斷增長的人口需求。淀粉是人類膳食中最重要的組成，提供的能量占我們日?？防飻z入量的20%-40%。

本周美國科學院發行的《明日新聞》發布了這項研究。

纖維素是植物細胞壁的支撐材料，也是地球上最常見的碳水化合物。這項新研究開啟了一扇大門，即任何植物都可能用來生產食物，降低了作物在有價值土地上生長的需求，即減少了所需的化肥、農藥和大量的水。Zhang的團隊生產的淀粉是直鏈淀粉，這種線性抗性淀粉在消化過程中不易被分解，是一種良好的膳食纖維來源。它已被證實能降低患肥胖癥和糖尿病的風險。

這一發現有望在許多領域得到應用不僅僅是食品系統。

Zhang表示：“除了作為一種食物來源，這類淀粉還可用來生產可食用薄膜，用于生物可降解食品包裝。它甚至能作為高密度氫儲存載體，解決與氫儲存及分布有關的問題。”

Zhang利用一種新方法將纖維素轉化為直鏈淀粉，這個方法涉及到串聯酶。

Zhang說：“纖維素和淀粉具有相同的化學式，不同的是化學鍵。我們用一種酶串連反應分解纖維素的鍵，使它們重新組合為淀粉。”

新方法能從非食品植物材料中提取纖維素，如玉米秸稈，能將30%的纖維素轉化成直鏈淀粉，并將殘留物水解為葡萄糖，用于乙醇生產。玉米秸稈由莖、葉和殼組成，這種殼是玉米穗收割后的殘留物。

這種生物過程稱為“同步酶生物轉化和微生物發酵”，能輕易擴大到商業生產中。由于不需要昂貴的設備、高溫或化學試劑，也不產生任何浪費，所以它是環境友好型。關鍵酶被穩定在磁納米顆粒上，很容易被磁力回收。

Zhang設計了該實驗，并構思了纖維素轉化成淀粉的概念。他和弗吉尼亞理工大學訪問學者Hongge Chen是纖維素變為淀粉生物轉化的發明者，這涉及到一個臨時專利申請。Chun You是弗吉尼亞理工大學的中國博士后，和Chen一起擔當了大部分的研究工作。

該項目主要由弗吉尼亞理工大學生物系統工程學院提供資金支持。額外的資源由弗吉尼亞理工大學農業及生命科學學院的生物設計及生物工藝研究中心、Shell GameChanger項目、美國生物能源科學中心、化學科學部、地球科學及生物科學部、能源部的基礎能源辦公室提供。中國獎學金委員會給予Chen部分資助。