Недавно группа инженеров из Национального университета Сингапура (NUS) обнаружила, что природная бактерия Thermoanaerobacterium TG57, выделенная из отходов, образующихся после сбора грибов, способна непосредственно превращать целлюлозу, материал на основе растений, в топливо биобутанол.
Исследовательская группа, возглавляемая адъюнкт-профессором Он Цзяньчжун из Департамента гражданской и экологической инженерии на инженерном факультете NUS, впервые обнаружила новый штамм TG57 в 2015 году. Они продолжили исследовать культуру штамма, чтобы изучить его свойства.
«Производство биотоплива с использованием непищевого сырья может улучшить устойчивость и значительно снизить затраты. В нашем исследовании мы продемонстрировали новый метод прямого превращения целлюлозы в биобутанол с использованием нового штамма TG57. Это крупный прорыв в метаболической инженерии и является основополагающим вехой в устойчивом и экономичном производстве возобновляемых биотоплив и химических веществ» — говорят исследователи.
Традиционно биотопливо производится из продовольственных культур. Этот подход является очень дорогостоящим и конкурирует с производством продуктов питания в использовании земельных, водных, энергетических и других экологических ресурсов.
Ожидается, что биотопливо, полученное из необработанных целлюлозных материалов, таких как растительная биомасса, садоводческие и органические отходы, будет удовлетворять растущие потребности в энергии без увеличения выбросов парниковых газов в результате сжигания ископаемого топлива. Эти целлюлозные материалы присутствуют в большом изобилии, экологически чистые и экономически выгодные.
Среди различных видов биотоплива биобутанол предлагает большие перспективы в качестве заменителя бензина из-за его высокой плотности энергии и превосходных свойств. Он может напрямую заменить бензин в автомобильных двигателях без каких-либо изменений.
Ученые открыли новый уникальный сверхпроводник
Однако коммерческое производство биобутанола затруднено отсутствием мощных микробов, способных превращать целлюлозную биомассу в биотопливо. Современные методы его получения являются дорогостоящими, а также требуют сложной химической предварительной обработки.
Производство зеленого биотоплива
Новая технология, разработанная командой NUS, потенциально могла бы стать технологией, изменяющей правила игры для экономичного и устойчивого производства биотоплива. Отработанный компост представляет собой остаточные отходы компоста, образующиеся при выращивании грибов. Микроорганизмы в отходах оставляют естественным образом развиваться более двух лет, чтобы получить уникальный штамм TG57.
Процесс ферментации прост и не требует сложной предварительной обработки или генетической модификации микроорганизмов. Когда добавляется целлюлоза, бактерия просто переваривает ее для получения бутанола в качестве основного продукта.
Двигаясь вперед, исследовательская группа будет продолжать оптимизировать работу штамма TG57 и дополнительно развивать его для повышения соотношения выработки биобутанола с использованием молекулярно-генетических инструментов.
Источник: