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工程師發現生物燃料更環保和更便宜的技術

Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum TG57細胞與纖維素顆粒的粘附 - 這種微生物的基本應激適應 - 有助於纖維素在生物丁醇生產中的有效利用。TG57菌株的獨特基因組使細菌能夠產生增強生物丁醇合成的酶。新加坡國立大學

從蘑菇作物殘渣中分離出來的天然細菌將植物基材料直接轉化為丁醇。

來自新加坡國立大學(NUS)的工程師團隊最近發現,從收穫蘑菇後產生的廢物中分離出的天然存在的細菌熱解糖熱厭氧桿菌TG57能夠將纖維素(一種植物基材料)直接轉化為生物丁醇。

由國大工程學院土木與環境工程系副教授何建中領導的一個研究小組於2015年首次發現了新的TG57菌株。他們繼續培養菌株以檢查其性質。

何教授解釋說:「使用非食品原料生產生物燃料可以大大提高可持續性並降低成本。在我們的研究中,我們展示了一種使用新型TG57菌株將纖維素直接轉化成生物丁醇的新方法。這是代謝工程領域的一項重大突破,並為可再生生物燃料和化學品的可持續和低成本生產奠定了基礎性的里程碑。「

生物丁醇 - 一種有吸引力的生物燃料

傳統的生物燃料來自糧食作物。這種方法成本高昂,與糧食生產在使用土地,水,能源和其他環境資源方面存在競爭。

預計未經加工的纖維素材料(如植物生物質,以及農業,園藝和有機廢物)生產的生物燃料將滿足日益增長的能源需求,而不會增加化石燃料燃燒產生的溫室氣體排放量。這些纖維素材料豐富,環保,經濟可持續。

在各種類型的生物燃料中,生物丁醇因其高能量密度和優異的性能而作為汽油替代品提供了很大的希望。它可以直接替代汽車發動機中的汽油而不需要任何修改 然而,由於缺乏能夠將纖維素生物質轉化為生物燃料的有效微生物,生物丁醇的商業生產受到阻礙。目前的技術成本很高,還需要複雜的化學預處理。

以綠色方式生產生物燃料

由國大團隊開發的新技術可能成為一種改變遊戲規則的技術,以實現具有成本效益的可持續生物燃料生產。

用過的蘑菇堆肥 - 通常由麥秸和鋸屑組成 - 是蘑菇養殖產生的殘餘堆肥廢物。廢物中的微生物自然進化超過兩年以獲得獨特的TG57菌株。

發酵過程簡單,不需要對微生物進行複雜的預處理或遺傳修飾。當加入纖維素時,細菌會簡單地消化產生丁醇作為主要產物。

展望未來,研究團隊將繼續優化TG57菌株的表現,並進一步設計它以利用分子遺傳工具提高生物丁醇比率和產量。

該團隊於2018年3月23日在科學雜誌Science Advances上發表了該研究的發現。

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