韩国美女科学家利用微生物将废弃纸箱变成生物柴油

地球上的石油的资源是有限的,所以最近几十年以来科学家一直在探索能够代替石油的能源。今天我们了解到的是韩国的一位美女科学家李善美团队发现了一种新的微生物,它能够将我们常见的比如纸箱子、木头等含有木质纤维素的废弃物变成柴油

使用微生物作为木质生物质原料生产生物燃料的概念图。图片来源:韩国科学技术研究院(KIST)
使用微生物作为木质生物质原料生产生物燃料的概念图。
图片来源:韩国科学技术研究院(KIST)

木质纤维素可以看做是农业上的一种附属品,比如让农民头疼的秸秆、废弃的纸张硬纸板、碎木头等等,这些废弃物往往难以处理,除了被焚烧外很难找到一个很好的解决之道。

但是现在,通过新发现的微生物,我们却能够变废为宝,利用微生物的新陈代谢将这些废弃物变成环保的柴油,既解决了废物污染的问题,也获得了宝贵的能源。

生物柴油其实对于我们并不陌生,很多国家,比如美国和巴西,都在使用大豆或者是棕榈油来炼制生物柴油,但是那些原料其实用途很广泛,用来制作生物柴油是大材小用了。

柴油原料生产菌株中引入的木糖代谢途径。图片来源:韩国科学技术研究院(KIST)
柴油原料生产菌株中引入的木糖代谢途径。图片来源:韩国科学技术研究院(KIST)

韩国科学技术研究所(KIST)清洁能源研究中心的李善美博士及其团队宣布,他们已经开发出一种新型微生物,能够从木质纤维素生物质中生产生物柴油前驱物,例如废弃的农业副产品、废纸和纸箱。该微生物能够生产的生物柴油是其前代产品的两倍。

KIST清洁能源研究中心的李善美博士
图片来源:韩国科学技术研究院(KIST)
KIST清洁能源研究中心的李善美博士
图片来源:韩国科学技术研究院(KIST)

这种新微生物以木质纤维素生物质中的糖分为食,从而在这个代谢过程中产生生物柴油前驱物。木质纤维素生物质中包含的糖通常由65-70%的葡萄糖和30-35%的木糖组成。虽然自然界中也存在一些微生物能够通过代谢葡萄糖产生柴油前驱物,但是它们不以木糖为食,因此限制了原料的利用率。

为了解决这个问题,KIST研究小组开发了一种新型微生物,可以通过有效代谢木糖和葡萄糖来产生柴油前驱物。特别是,使用遗传剪刀重新设计了微生物的代谢途径,以防止干扰生产柴油前驱物所必需的辅酶的供应。通过有效地控制实验室的演化过程,例如仅选择和培养表现出优异性能的微生物,可以提高木糖的代谢能力。

这证实了使用木质纤维素生物质中的所有糖成分(包括木糖)生产柴油前驱物的可能性,与以前的研究(采用的代谢途径具有未解决的辅酶问题)相比,原料的利用率几乎提高了一倍。

李善美博士说:“生物柴油是一种有效的替代燃料,可以减少温室气体和粉尘排放,而又不限制现有柴油车的运行,我们开发了一项核心技术,可以提高生物柴油生产的经济效率。”

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