科学家开发大规模生产生物燃料的新技术

作者: 2016-10-10 14:51 来源:战略情报研究部
放大 缩小

燃料和化学品生产中通常会通过微生物发酵来将谷物和甘蔗或纤维素植物的生物质转化为乙醇和其他化学品。但这个过程大规模生产的成本高昂。特别是发酵过程中还可能被其他杂菌污染,这些杂菌会消耗生产菌的营养物,从而大大降低产品的产量。日前,美国麻省理工学院(MIT)的研究人员开发了一种新技术:创制出能通过竞争打败其它污染菌株的改良菌株,后者仍能生成生物燃料。该项研究成果发表在8月5日出版的《科学》杂志上[1]

研究人员将这种方法被命名为稳健底物利用操作技术(ROBUST)。研究人员通过基因工程改良菌株,使它们能消耗特异生物质营养成分,而这些生物质并非天然产物,大多数微生物也无法令其降解,因此只有产生生物燃料的改良菌株才能利用这些特异生物质营养成分生长。该团队设计了一种大肠杆菌,它可利用三聚氰胺中的营养物质,而其他细菌无法正常利用。在富含三聚氰胺的培养液中,改良菌株能通过竞争战胜野生型菌株。研究人员还改良了酿酒酵母菌和解脂耶氏酵母菌株,使其能提取氰化物和/或亚磷酸盐作为营养物质,并通过竞争战胜对照菌株。

生物燃料有望成为一种比传统的石油或汽油更具可持续性的能量来源,但至今大规模生产仍具挑战性。该项研究成果将为生物燃料大规模生产奠定坚实基础,从而使生物燃料产品在与传统化石能源的市场竞争中占据更大的优势。同时,也可为生产商提供备选的抵御污染菌的生产用微生物菌种[2],提升生产效率和降低成本。              

(郑颖)



[1] Metabolic engineering of microbial competitive advantage for industrial fermentation processes. http://science.sciencemag.org/content/353/6299/583
[2] Microbial engineering technique could reduce contamination in biofermentation plants. http://news.mit.edu/2016/microbial-engineering-technique-could-reduce-contamination-biofermentation-plants-0804
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