Микробиологи сообщили о дешевом и быстром способе производства спирта с использованием газообразного азота - Гранит науки - 2015-02-16

Открытие ученых из Университета Индианы в Блумингтоне (Indiana University, Bloomington) может сэкономить промышленности огромные средства, связанные с производством альтернативного ископаемому биотоплива. В статье, которую группа авторов под руководством Джеймса МакКинлэя (James McKinlay) опубликовала в февральском номере Proceedings of the National Academy of Sciences, речь идет биоэтаноле, или целлюлозном этаноле, который получают из несъедобных частей растений в процессе ферментации микроорганизмами, как правило, дрожжами. Но авторы обратились к бактериям рода Zymomonas. Обычное целлюлозное сырье содержит мало азота, который необходим для роста спирт-производящих микроорганизмов, а потому в настоящее время биотехнологи, проводя дрожжевую ферментацию этого материала, вынуждены обогащать среду азотными добавками - кукурузным экстрактом и фосфатом аммония, что недешево. Как сообщает The Scientist, исследователи из Индианы, изучая поведение производящих этанол бактерий вида Zymomonas mobilis при совместном культивировании с азотфиксирующими Rhodopseudomonas, обнаружили способность зимомонасов самих по себе использовать в качестве источника азота одноименный газ. Увидев, что Zymomonas могут конвертировать атмосферный газ в аммоний, ученые заподозрили, что это может сопровождаться снижением продукции этанола, поскольку и утилизация азота, и производство спирта требуют от бактериальной клетки энергетических затрат. Однако к удивлению авторов, выход этанола при использовании только атмосферного азота (без азотсодержащих добавок в среде) не изменился. Более того, при определенных условиях бактерии превращают простые сахара в этанол значительно быстрее, чем когда их подкармливают азотом. Сама собой пришла идея о замене азотных добавок в среде ферментации на газообразный азот.

«До недавних пор этанол в основном производили из съедобных растений, однако в последнее время с коммерциализацией биотоплива появилась острая нужда в целлюлозном этаноле», - поясняет МакКинлэй. Производство целлюлозного спирта имеет ряд преимуществ: оно не требует дополнительного использования плодородных земель, выбросы углекислого газа в этом случае ниже, чем при традиционном способе производства этанола, а потому оно может быть выгоднее, чем получение биоэтанола из кукурузы или бензина. Самые крупные затраты при производстве целлюлозного этанола связаны с ферментами, которые должны расщепить целлюлозный материал до простых сахаров, которые превращаются в этанол микроорганизмами. Авторы считают, что азотные добавки хоть и не очень сильно, но вполне предсказуемо повышают стоимость процесса, а использование фиксирующих азот воздуха Zymomonas может его удешевить. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».