密西根州立大學的科學家們找到了一種方法, 可以讓微生物共同協作來提高生物油的產量.
這一概念的新證明發表在《生物燃料技術》(《Biotechnology for Biofuels》)雜誌上, 它是一個生物燃料生產平台, 使用了兩種海洋藻類和土壤真菌. 它降低了種植和收貨成本, 提高了生產率, 這些因素目前阻礙了生物燃料的廣泛應用.
藻類, 海洋小綠膿杆菌和真菌被孢黴都能生產出可供人類使用的油脂. 例如, 它們可以提供為汽車提供動力的生物燃料等產品中的成分, 以及有益於心臟健康的歐米茄-3(omega-3)脂肪酸中的成分.
當科學家把這兩種生物放在同一環境中時, 這種微小的藻類附著在真菌上形成肉眼可見的大顆粒團. 這種聚合方法稱為生物絮凝法.
當它們一起收穫的時候, 這些生物產出的油比單獨種植和收穫的要更多.
'我們使用了相互間親和力強的自然生物, ' 生物化學和分子生物學學系的研究合作者兼助理研究員杜志延(音譯)說. '藻類的產量很高, 我們使用的真菌對我們來說既無毒, 也不能食用. ' 這是一種很常見的土壤真菌, 可以在你的後院找到.
實驗觀測與數據分析 研究人員討論了發現生物燃料系統的其他優勢, 包括:
-可持續性, 因為它不依賴化石燃料. 真菌生長在汙水或食物殘渣上, 而藻類生長在海水中.
-節約成本, 因為大量的藻類和真菌很容易用簡單的工具捕獲, 比如一張網.
-易於擴展, 因為這些生物體是未經轉基因的野生菌株. 它們不會對它們接觸的任何環境造成感染的風險.
研究人員還討論了他們的發現如何解決阻礙生物燃料生產的兩個問題.
生物絮凝是一種相對較新的方法. 生物燃料系統往往依賴於一種物種, 如藻類, 但它們受到生產率和成本問題的制約. 第一個問題出現是因為只依賴藻類的系統油產量低.
'當藻類的生長受到環境壓力(如氮缺乏)的阻礙時, 它們可以產生大量的油. ' 藻類油在實驗室裡最流行的方法是將細胞培養到高密度水平, 然後通過離心和幾種洗滌方法將細胞從營養物質中分離出來, 使細胞處於饑餓狀態. '這種方法涉及很多步驟, 時間和勞動力, 不適合工業規模的生產. '
這種新方法用氨來餵養藻類, 而氨是一種氮的來源, 藻類可以迅速利用它來生長. 然而, 氨源的供給受到人為控制, 使藻類產生最大的細胞密度並自動進入氮饑餓狀態. 密切監測氮的供給可以增加生物油的產量和降低成本.
第二個問題是採油成本高, 因為藻類很小, 很難採集. 採油成本可能高達生物油生產成本的50%.
'通過生物絮凝, 真菌和藻類的聚集物很容易用簡單, 廉價的工具收穫, ' 杜說.
展望未來, 科學家們希望用這個系統大規模生產生物燃料. 他們還知道這兩種生物的全部基因組, 可以使用基因工程進一步改進這一方法.
這項研究目前在Christoph Benning和Gregory Bonito的實驗室進行.
報告原文: https://biotechnologyforbiofuels.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13068-018-1172-2
