Многопрофильная группа ученых под руководством Университета Иллинойса доказала, что сахарный тростник может быть генетически модифицирован для получения масла из его листьев и стеблей для производства биодизельного топлива. Удивительно, но модифицированные растения сахарного тростника также производили больше сахара, который можно было использовать для производства этанола.
По прогнозам, биоэнергетические культуры двойного назначения будут более чем в пять раз более прибыльными на акр, чем соевые бобы, и в два раза более прибыльными, чем кукуруза. Что еще более важно, сахарный тростник можно выращивать на маргинальных землях в регионе побережья Мексиканского залива, которые не обеспечивают хороших урожаев кукурузы или сои.
«Вместо полей нефтяных насосов мы представляем себе поля зеленых растений, постоянно производящих биотопливо на почве нашей страны, особенно на маргинальной почве, которая не очень подходит для производства продуктов питания», - сказал Стивен Лонг, профессор Gutgsell Endowed. Биология растений и растениеводство. Лонг возглавляет исследовательский проект «Растения, созданные для замены масла в сахарном тростнике и сладком сорго» (PETROSS), который стал пионером в этой работе в Институте геномной биологии Карла Р. Вёзе в Иллинойсе.
«Хотя сегодня цены на топливо можно считать низкими, мы помним, что не так давно мы платили более 4 долларов за галлон», - сказал Лонг. «Поскольку для того, чтобы эта технология достигла фермерских полей, может потребоваться 10-15 лет, нам необходимо разработать эти решения, чтобы обеспечить нашу топливную безопасность сегодня и до тех пор, пока нам понадобится жидкое топливо в будущем».
В этой статье, опубликованной в журнале «Биокатализ и сельскохозяйственная биотехнология», анализируются первые генетически модифицированные сорта сахарного тростника, созданные в рамках проекта. Используя соковыжималку, исследователи извлекли из растения около 90% сахара и 60% масла; сок ферментировали для получения этанола, а затем обрабатывали органическими растворителями для извлечения масла. Команда запатентовала метод разделения масла и сахара.
Они извлекли 0,5 и 0,8% масла из двух линий модифицированного сахарного тростника, что на 67% и 167% больше масла, чем из немодифицированного сахарного тростника, соответственно. «Состав масла сравним с составом, полученным из другого сырья, такого как морские водоросли или водоросли, которые разрабатываются для производства масла», - сказал соавтор Виджай Сингх, директор Исследовательской лаборатории комплексной биотехнологии в Иллинойсе..
«Основываясь на наших компьютерных моделях, мы ожидали, что по мере увеличения добычи нефти производство сахара уменьшится», - сказал Лонг. «Однако мы обнаружили, что завод может производить больше масла без потери производства сахара, а это означает, что наши заводы в конечном итоге могут быть даже более продуктивными, чем мы изначально предполагали."
На сегодняшний день компания PETROSS разработала сахарный тростник с содержанием масла 13 процентов, из которых 8 процентов составляют масла, которые могут быть преобразованы в биодизель. Согласно экономическому анализу проекта, растения, содержащие всего 5 процентов масла, будут производить на 123 галлона биодизеля на акр дополнительно, чем соевые бобы, и на 350 галлонов этанола на акр больше, чем кукуруза.