美將生物質(zhì)能直接轉(zhuǎn)化為乙醇
更新時間:2014-07-23 07:13
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美國佐治亞大學的一項研究發(fā)現(xiàn),他們對能降解木質(zhì)纖維素的細菌嗜熱木聚糖酶進行遺傳改造后,其直接將以柳枝稷為原料的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化成了乙醇燃料,發(fā)表在最新一期《美國國家科學院院刊》上的該研究未來有望實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),生產(chǎn)出物美價廉的燃料。
在利用柳枝稷和巴茅根等非食物農(nóng)作物生物質(zhì)能制造具有成本效益的生物燃料的過程中,面臨的一個主要“攔路虎”是利用微生物發(fā)酵制造乙醇之前,要對植物進行預處理—將植物的細胞壁破解,科學家們一直沒有找到很好的辦法,因此,也拖慢了科學家們用生物質(zhì)能生產(chǎn)生物燃料的步伐。
現(xiàn)在,佐治亞大學富蘭克林文理學院遺傳學系教授珍妮特·威斯特菲爾玲和該校生物能源科學中心(由美國能源部資助)的研究人員,歷時兩年半的研究,對細菌嗜熱木聚糖酶進行了遺傳改造,經(jīng)過改造后的菌株成功地承擔了拆解植物生物質(zhì)能細胞壁的任務(wù),摒棄了預處理過程。
威斯特菲爾玲及其同事刪除了嗜熱木聚糖酶的一個乳酸脫氫酶基因,引入了制造乙醇的熱纖梭菌的一個乙醛/乙醇脫氫酶基因,經(jīng)過遺傳改造的嗜熱木聚糖酶因此擁有了把糖發(fā)酵成乙醇的能力。研究結(jié)果表明,這種經(jīng)過改造的嗜熱木聚糖酶菌株把柳枝稷生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化成了它的總發(fā)酵終產(chǎn)物的70%,相比之下野生型菌株的產(chǎn)量為0。
威斯特菲爾玲說:“現(xiàn)在,不需要任何預處理過程,我們拿過柳枝稷,將其磨成粉末,添加低成本的、極少量的鹽培養(yǎng)基,在另一端就能得到乙醇,最新研究朝著一種經(jīng)濟上可行的工業(yè)過程邁出了第一步。”
威斯特菲爾玲表示,自然界的很多微生物都被證明擁有非常強大的化學和生物學能力,但面臨的最大挑戰(zhàn)是研發(fā)出好的遺傳系統(tǒng)來使用這些微生物,系統(tǒng)生物學使我們可以對生物體進行操控,讓它們完成此前根本無法做到的事情,最新研究就是最好的例證。
得到的生物燃料除了有乙醇,還有丁醇和異丁醇(可與乙醇相媲美的交通燃料)以及其他燃料和化學物質(zhì)。威斯特菲爾玲說:“最新研究是一個開始,證明我們可以對生物體進行操控,生產(chǎn)出真正可持續(xù)的產(chǎn)品。”(
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