Группа инженеров из Национального университета Сингапура (NUS) недавно обнаружила, что встречающаяся в природе бактерия Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum TG57, выделенная из отходов, образующихся после сбора грибов, способна напрямую преобразовывать целлюлозу, материал растительного происхождения., к биобутанолу.
Исследовательская группа во главе с доцентом Хэ Цзяньчжуном из Департамента гражданского и экологического проектирования инженерного факультета НУС впервые обнаружила новый штамм TG57 в 2015 году. Они продолжили культивирование штамма для изучения его свойств.
Доцент Он объяснил: «Производство биотоплива с использованием непищевого сырья может повысить устойчивость и значительно снизить затраты. В нашем исследовании мы продемонстрировали новый метод прямого преобразования целлюлозы в биобутанол с использованием нового штамма TG57. является крупным прорывом в метаболической инженерии и представляет собой основополагающую веху в устойчивом и рентабельном производстве возобновляемого биотоплива и химикатов».
Биобутанол - привлекательное биотопливо
Традиционное биотопливо производится из продовольственных культур. Этот подход является очень дорогостоящим и конкурирует с производством продуктов питания в использовании земли, воды, энергии и других ресурсов окружающей среды.
Биотопливо, произведенное из необработанных целлюлозных материалов, таких как растительная биомасса, а также из сельскохозяйственных, садоводческих и органических отходов, должно удовлетворить растущие потребности в энергии без увеличения выбросов парниковых газов в результате сжигания ископаемого топлива. Эти целлюлозные материалы широко распространены, экологически безопасны и экономически устойчивы.
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 модификаций. Однако коммерческому производству биобутанола препятствует отсутствие сильнодействующих микробов, способных преобразовывать целлюлозную биомассу в биотопливо. Нынешний метод является дорогостоящим, а также требует сложной предварительной химической обработки.
Производство биотоплива экологически безопасным
Новая технология, разработанная командой NUS, потенциально может стать революционной технологией для рентабельного и устойчивого производства биотоплива.
Отработанный грибной компост, обычно состоящий из пшеничной соломы и опилок, представляет собой остаточные отходы компоста, образующиеся при выращивании грибов. Микроорганизмы в отходах оставляют для естественного развития более двух лет, чтобы получить уникальный штамм TG57.
Процесс ферментации прост и не требует сложной предварительной обработки или генетической модификации микроорганизмов. При добавлении целлюлозы бактерия просто переваривает ее, производя бутанол в качестве основного продукта.
Двигаясь вперед, исследовательская группа продолжит оптимизировать производительность штамма TG57, а также усовершенствовать его для повышения соотношения биобутанола и выхода с помощью молекулярно-генетических инструментов.
Команда опубликовала результаты исследования в научном журнале Science Advances 23 марта 2018 года.