(原标题:细菌有助脱碳?新技术利用细菌将CO2转化为必需化工品)
财联社(上海,编辑 黄君芝)讯,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。
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。
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(Michael Jewett)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(Clostridium autoethanogenum)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Jennifer Holmgren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。”
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