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来自 生命科学 2020-03-17 04:54 的文章
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两种微生物协作共同提高生物燃料产量

研究人员通过将大肠杆菌和里氏木霉配对,从而把玉米秸秆、叶子等农业废弃物转化为生物燃料。

据英国《化学世界》1月2日报道,美国科学家近日开发出一种用微生物生产长链醇燃料的新路线。作为替代燃料,其比乙醇有更好的应用前景。 美国加州大学研究人员对大肠杆菌进行加工,使它产生异丁醇和其他多种有前景的长链醇燃料。含有四或五个碳原子的丁醇和支链链醇都是远优于乙醇的汽油替代品,其单位体积能储存更多的能量,且从大气中只吸收较少的水分子,不太容易产生污染,腐蚀性也比乙醇低。 早在1916年,人们就开始利用微生物发酵糖以生产丁醇和乙醇,但该工艺一直无法与廉价的石油路线相竞争。如今,随着石油价格的上升,微生物路线再次引起诸多研究者的关注。 传统的发酵途径仅能产生直链1-丁醇,该研究小组的目标是生产比直链丁醇具有更高的辛烷值的支链异丁醇。因此他们设计了一种全新的路线,可以生产分子链含碳原子个数为3至5的多种醇类,其中具有良好特性的异丁醇收率较高。同时,由于反应是依靠一种氨基酸生物合成途径,因此在这种路线中,用其他微生物替代不太适合工业化的大肠杆菌应该较容易。“这一研究进展打开了探索各种高级醇作为生物燃料的大门,不仅限于乙醇和1-丁醇。”研究人员称。 丁醇具有微生物毒性,因此生物丁醇合成的商业化需要突破的一个关键性障碍是提高微生物的耐受性。研究人员表示,他们和一家生物燃料公司的合作已经展开,上述障碍主要存在于技术工艺设计方面。未来两到三年里,生物丁醇的工业化应该还是处在初级阶段。

美国密歇根大学的研究人员日前在《美国科学院院报》发布文章称,他们发明出一种生产高品质生物燃料的方法,通过将大肠杆菌和里氏木霉配对,从而把玉米秸秆、叶子等农业废弃物转化为生物燃料。这是目前为止植物转化生物燃料达到的最高水平,每升液体中可含生物燃料异丁醇1.88克。

研究人员之所以选择异丁醇而非常见的乙醇作为生物燃料,是因为在同等燃烧的情况下,异丁醇释放的热量是82%,而乙醇为67%。此外,异丁醇还不容易腐蚀管道和损坏发动机。

密歇根大学化学工程系助理教授林晓霞说:之前,人们曾尝试过很多方法,包括改造某种微生物物种的基因或者尽力通过生物降解、发酵等方法生产燃料分子。事实证明,这些尝试都十分困难,因为它们属于不同的物质,所以出现在不同的有机体里面是很自然的事,但出现同一个有机体中则相当困难。

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