עשרות שנים אחרי שמדענים מצאו מאות חומצות שומן שונות בשמנים צמחיים, שתי חומצות שומן שהצליחו לחמוק מזיהוי התגלו לצוות מאוניברסיטת נברסקה-לינקולן (University of Nebraska Lincoln) והאניברסיטה החקלאית הואצונג שבסין (Huazhong Agricultural University in China). החומצה הנברסקאנית והחומצה הווהאנית (Nebraskanic acid and Wuhanic acid), על שמם של שני המוסדות שהובילו לגילוי, מהוות קרוב למחצית מהשמן בגרעין הסיגלית הסינית (Chinese violet cress), פרח בר שגדל במרכז סין. לפי החוקרים גילוי זה הוא הראשון מאז שנות ה-70 של המאה הקודמת, בהן זוהו חומצות שומן חדשות בשמנים צמחיים שונים. "בני אדם הניחו שהם גילו כבר כל מה שאפשר", אמר אד קאהון (בתמונה משמאל), פרופ' לביוכימיה מאוניברסיטת נברסקה שכתב בשיתוף החוקרים בבטאון Nature Plants על התגלית.

חומצות שומן מיוצגות ברכיבים העיקריים של שמני מאכל, אך גם בדלקי ביודיזל, שמני סיכה וביישומים תעשייתיים. מבנה החומצה השומנית שבשמנים מכתיב את סגולותיהם הרפואיות ואת המעלות התעשייתיות של השמנים. רוב שמני המאכל מהמדף, כמו שמן קנולה ושמן סויה מכילים את אותן חומצות שומן. בחומצות שומן נפוצות אלה יש 16 או 18 אטומי פחמן ומבנה מולקולרי דומה. לעומת זאת החומצה הנברסקאנית והחומצה הווהאנית נמנות על חומצות שומן לא קונבנציונליות המכילות 24 אטומי פחמן בשרשרת והסתעפויות לא רגילות היוצאות ממנה.

כל חומצות השומן הידועות מקיימות תפריט הוראות הרכבה זהה. הן מוסיפות 2 (זוג) אטומי פחמן בקצה של מחזור ביוכימי ארבע-שלבי. ואח"כ ממשיכות לעשות כך עד שהרכבת ה"ערכה" מושלמת. אבל, החומצות הנברסקאנית והווהאנית אינן הולכות בתלם. אלא, לדברי קאהון, בדרך נדירה או שלא נראתה מעולם מלבד בחידקים מסויימים. שתי החומצות מצייתות לתפריט עד להשלמת עשיריה של אטומי פחמן. אחרי נקודת ציון זו הן מדלגות על שני השלבים האחרונים במעגל ארבעת השלבים, ובמקומם מוסיפות במנגנון מואץ את זוג הפחמנים ה-11 וה-12, כשבתהליך זה נותרת קבוצה הידרוקסילית על שרשרת החומצה השומנית.

"היה לנו רעיון ביחס למהות המסלול הביוכימי", אמר קאהון. "אך מסתבר שחומצות שומן אלה נאגרות בזרעי הסיגלית הסינית בדרך שלא ראינו מעולם בשמנים צמחיים".

"אנו מאמינים שחומצות השומן נקשרות זו לזו דרך קבוצות ההידרוקסיל ויוצרות מטריצה מורכבת של חומצות שומן ששונה בתכלית מהדרך בה חומצות שומן נערכות בשמן צמחי טיפוסי". המערך והמבנה הייחודיים יכולים להסביר את הביצועים העילאיים של שתי חומצות שומן אלה כלובריקנט (חומר סיכה) בהשוואה לשמן קיק.

במבדקים שנערכו באוניברסיטת נורת' טקסס. שמן הגרגר הסגול הפחית את החיכוך ב-20% ב- 25ºC וב-300% בטמפרטורה של 149ºC.

 

"כשראינו את המולקולות ארוכות השרשרת והתארגנותן ידענו שהשמן שבזרעי הגרגר הסגול הוא לובריקנט מעולה", אמרה דיאנה ברמן, פרופ' להנדסת ומדעי חומרים ב- UNT. "שמן זה יכול להחליף שמני סיכה מבוססי נפט או להיות תוסף להם וגם להחליף את הסינתטיים. הוא מהווה פתרון מתחדש לבעיית הנפט כמקור מתכלה. קאהון אמר שהצוות מתכוון לחקור איך אנזימים מכוונים את המערך של חומצות שומן אלו. לדבריו, הבנת הארכיטקטורה יכולה לייצר יתרונות מעשיים. "אנחנו חושבים שאם נמצא איך חומצות שומן אלה נקשרות זו לזו, נוכל למצוא דרכים להפקת לובריקנטים טובים יותר, הטבע ידריך אותנו". אמר קאהון.

הצוות הצליח גם להצביע על שני גנים שהפעלתם מתחילה את ייצור חומצות שומן אלה. ידע זה יאפשר ייצור חומצות השומן והשמן בקנה מידה תעשייתי. "בטיפוח ושילוב תאי נבט אחרים אולי נוכל להפוך את הצמח למקור יבול תעשייתי", אמר קאהון. "כיום, הניצולת היא פחות מחצי מזו של קנולה, אבל קנולה טופחה באינטנסיביות במשך יותר מ- 50 שנה כך שכבר יבולה עצום.

מקורות:

• Rare discovery of new fatty acids
• International team makes rare discovery of new fatty acids
• US-Chinese team discovers two novel fatty acids in Chinese violet cress seeds