海藻是提取生物燃料 細(xì)菌助力變乙醇

生物燃料對(duì)減少進(jìn)口石油的依賴和溫室氣體排放有重大意義。在美國(guó)，幾乎所有汽油中都含有10%的乙醇。在巴西，乙醇燃料更為重要。3月初，巴西設(shè)立了特別信貸資金，以便在全國(guó)建立乙醇燃料戰(zhàn)略儲(chǔ)備庫(kù)。但是，無(wú)論是美國(guó)的玉米乙醇還是巴西的甘蔗乙醇都存在占用農(nóng)業(yè)用地和可能造成食品價(jià)格上漲的擔(dān)憂。

提到海藻，你或許會(huì)想到大海或食物，想到燃料的幾率比較小吧。但是，用海藻來(lái)制造燃料可以解決玉米乙醇和甘蔗乙醇存在的上述問(wèn)題。海藻無(wú)需占用耕地，也不消耗化肥或淡水。

海藻生長(zhǎng)迅速，在溫帶海藻每年收獲次數(shù)高達(dá)6次。另外海藻含糖量高，是提取生物燃料的良好原料。全球范圍內(nèi)，如果3%的沿海海域被用來(lái)生產(chǎn)海藻，這些海藻加工出的乙醇則可以取代600億加侖的化石燃料。

美國(guó)能源部的一項(xiàng)研究顯示，在理想條件下，海藻能夠生產(chǎn)的乙醇是甘蔗生產(chǎn)乙醇的兩倍，是玉米乙醇的五倍。從環(huán)境保護(hù)的角度來(lái)看，海藻還可以吸收農(nóng)業(yè)用水、市政用水中的富氧成分和污染物，有利于水域的清理。所以，海藻一直是生物燃料研究者醉心的對(duì)象。

海藻提取乙醇聽起來(lái)很棒，但是問(wèn)題在于，海藻中約一半成分為藻酸鹽。目前，已有的工業(yè)微生物不能代謝藻酸鹽，所以乙醇產(chǎn)量受到很大限制。藻酸鹽被普遍用于冰激凌和一些紡織品中，但對(duì)制取生物燃料來(lái)說(shuō)則是阻礙因素。如能夠發(fā)現(xiàn)甚至是創(chuàng)造一種物質(zhì)可以有效地分解藻酸鹽，并在大規(guī)模應(yīng)用上取得突破，海藻在生物燃料候選原料的排名中將更靠前。

最近發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一篇文章中講述了研究者們通過(guò)對(duì)微生物進(jìn)行基因改造，使之能夠把海藻轉(zhuǎn)化成乙醇的研究成果。美國(guó)加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的一些科學(xué)家專注此項(xiàng)研究并取得了上述成果。他們還為實(shí)踐研究成果而專門成立了一家名為生物結(jié)構(gòu)試驗(yàn)室（BAL）的公司。

BAL首席執(zhí)行官丹尼爾·特恩福說(shuō)：“干海藻中約60%都是糖，其中有超過(guò)一半鎖定在海藻鹽內(nèi)，我們研發(fā)的成果讓分解海藻中所有糖分成為可能，從而使海藻成為廉價(jià)的生物燃料制取原料?！?/p>

這個(gè)研究團(tuán)隊(duì)希望創(chuàng)造一種細(xì)菌來(lái)一站式地解決海藻制造乙醇過(guò)程中存在的問(wèn)題。這種細(xì)菌在無(wú)需預(yù)處理的情況下就可以消化藻酸鹽。團(tuán)隊(duì)在大腸桿菌內(nèi)部下工夫，來(lái)拼湊能將海藻轉(zhuǎn)化為燃料所需要的基因片段?？茖W(xué)家們搜索了美國(guó)國(guó)家生物技術(shù)信息中心基因組數(shù)據(jù)庫(kù)，找到了一種能實(shí)現(xiàn)此功能的細(xì)菌，并將這種細(xì)菌處理后植入大腸桿菌內(nèi)。讓菌落在只有海藻糖作為營(yíng)養(yǎng)源的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。

研究團(tuán)隊(duì)還希望這種細(xì)菌能夠被用來(lái)生產(chǎn)乙醇以外的生物燃料，如生物丁醇。

美國(guó)德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校代謝工程副教授哈爾·阿爾比認(rèn)為，新研究是生物燃料領(lǐng)域的巨大進(jìn)步。阿爾比說(shuō)：“如果海藻可以高產(chǎn)出率地制備乙醇，生物燃料的前景將更加多彩?！彼麤]有參與到新細(xì)菌的研究中，所以他的評(píng)價(jià)不失客觀性。

BAL是美國(guó)能源部高級(jí)研究項(xiàng)目的受益者。該項(xiàng)目計(jì)劃主任喬納森·包德姆博士說(shuō)：“BAL找到了利用海藻制取生物燃料的創(chuàng)新途徑，如得到充分開發(fā)和部署，將可以解決生物燃料和農(nóng)作物爭(zhēng)地的問(wèn)題。”

來(lái)源：生意社 　

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