MIT开发出一种利用非食品原料制造生物燃料的方法

一种已经存在了很长时间的替代生物燃料是乙醇。它通常由玉米制成,在全美各地的大多数加油站被混入汽油。使用乙醇制造燃料的问题是,玉米是一种食物。麻省理工学院的研究人员现在发现了一种利用非食品原料提高乙醇等生物燃料产量的方法。

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像秸秆和木本植物这样的原料很难用于生物燃料生产,因为它们必须首先被分解成可发酵的糖类。这一过程会产生许多对酵母有毒害作用的副产品,而酵母是最常用于生产生物燃料的微生物,这会降低转化性能。麻省理工学院的团队开发了一种规避这种毒性的方法,使得使用更丰富的替代资源来生产生物燃料是可行的。

研究人员还能够表明,这种耐受性可以被改造成用于制造其他化学品的酵母菌株。这为使用 “纤维素”木质植物材料作为生产生物柴油或生物塑料的来源打开了大门。在美国种植的所有玉米中约有 40% 用于生产乙醇,但玉米是一种主要的粮食作物,种植玉米也需要大量的水和化肥来生产。由于这一事实,被称为纤维素生物质的植物材料被看作是无数燃料和化学品的一个有吸引力和无竞争性的来源。这种类型的生物质包括许多类型的秸秆,以及玉米植物通常未被使用的部分。研究人员说,这可能相当于每年超过 100 万吨的材料,足以替代 30% 到 50% 的运输用石油。

为了克服被称为醛的化合物的产生,这种化合物具有很强的反应性并会杀死酵母细胞,麻省理工学院在以前开发的一项技术的基础上,提高了酵母细胞对一系列酒精的耐受性,这些酒精通常对酵母有剧烈的毒性。研究人员设计了酵母,将纤维素副产品醛类转化为酒精,这使他们能够利用之前开发的酒精耐受性策略。当研究小组明确了这种高转换性能的酶,并在反应器中加入了加强膜的添加剂,该菌株的纤维素乙醇生产水平增加了两倍多,与传统的玉米乙醇相匹配。

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