西北大学和碳回收技术公司开始利用细菌分解乳糖制造酸奶

众所周知 , 细菌可以分解乳糖制造酸奶 , 可以分解糖来制造啤酒 。现在 , 由美国西北大学和碳回收技术公司LanzaTech领导的研究人员开始利用细菌分解废弃的二氧化碳(CO2)来制造有价值的工业化学品 。
【西北大学和碳回收技术公司开始利用细菌分解乳糖制造酸奶】在一项新研究中 , 研究人员选择、设计和优化了一种细菌菌株 , 然后成功地证明了其将二氧化碳转化为丙酮和异丙醇(IPA)的能力 。这项研究成果已于近期发表在了《自然生物技术》杂志上 。
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据悉 , 这种新的发酵过程不仅可以去除大气中的温室气体 , 还可以避免使用化石燃料 , 而化石燃料通常是生产丙酮和异丙醇所需的 。在进行生命周期分析后 , 该团队发现 , 如果广泛采用 , 与传统工艺相比 , 这种减碳平台可以减少160%的温室气体排放 。
“不断加剧的气候危机 , 加上人口的快速增长 , 给人类带来了一些最紧迫的挑战 , 所有这些都与整个生物圈中CO2的不断释放和积累有关 , ”西北大学的迈克尔·朱伊特(MichaelJewett)表示 , 他是这项研究的联合资深作者 。
“通过利用我们的能力 , 在可持续和可再生的基础上 , 与生物学合作 , 制造需要的东西 , 在需要的地方和时间 , 我们可以开始利用现有的二氧化碳来改变生物经济 。”他补充说 。
必要工业化学品 , 例如丙酮和IPA , 几乎随处可见 , 其全球市场总额高达100亿美元 。IPA被广泛用作消毒剂和防腐剂 , 是世界卫生组织推荐的两种消毒剂配方之一的基础 , 对杀死SARS-CoV-2病毒非常有效 。而丙酮则是许多塑料和合成纤维的溶剂 , 可稀释聚酯树脂、清洁工具和指甲油去除剂 。
虽然这些化学物质非常有用 , 但它们是从化石资源中产生的 , 会导致气候变暖的二氧化碳排放 。为了更可持续地生产这些化学品 , 研究人员开发了一种新的气体发酵工艺 。他们从LanzaTech设计的一种厌氧菌(Clostridiumautoethanogenum)开始研究 。然后 , 研究人员使用合成生物学工具对细菌进行重新编程 , 使其发酵二氧化碳 , 生成丙酮和异丙醇(IPA) 。
Jewett说 , “这些创新 , 在指导菌种工程和优化途径酶的无细胞战略的引导下 , 将生产时间加快了一年多 。”西北大学和LanzaTech团队相信 , 开发的菌株和发酵工艺将转化为工业规模 。这种方法也可以应用于制造其他有价值的化学物质的简化过程 。
LanzaTech首席执行官JenniferHolmgren说 , “这一发现是避免气候灾难的重要一步 。今天 , 我们的大多数商品化学品完全来自化石资源 , 如石油、天然气或煤炭 , 丙酮和IPA就是两个例子 , 它们的全球总市场价值达100亿美元 。通过关闭碳循环 , 丙酮和IPA途径将加速其他新产品的开发 , 使其在多个行业的使用 。”