Кишечные бактерии превратили пшеницу в прекурсор бензина — Naked Science
03.04.2017
Редакция

Кишечные бактерии превратили пшеницу в прекурсор бензина

Международная группа ученых разработала технологию, которая позволяет производить каприновую кислоту — основной компонент бензиновых фракций и легких керосинов — из пшеницы с помощью клостридий.

1200px-clostridium_perfringens
©Wikipedia

В настоящее время разные страны активно занимаются разработкой методов, позволяющих получать топливо из растительного и животного сырья, например сточных вод. Предполагается, что такое горючее позволит снизить экологическую нагрузку на планету и решить проблему конечности ископаемых ресурсов. Препятствием для коммерческого производства биотоплива остается дороговизна: часто конечный продукт является метаболитом анаэробных бактерий, а сырье проходит несколько стадий обработки, включая ферментацию и восстановление. При этом такая ферментация может быть токсична для бактерий, что требует упрощения процесса или поиска более устойчивых микроорганизмов.

 

В качестве перспективного метаболита, который может использоваться при производстве биотоплива, рассматриваются среднецепочечные жирные кислоты (MCFA). MCFA — вид синтетического жира, добытый из кокосового масла в середине XX века. Дальнейшие работы показали, что помимо пищевых добавок из этих веществ, в частности капроновой кислоты, также могут быть получены прекурсоры топлив. Однако из-за токсичности MCFA то, какие бактерии оптимальны для их ферментации, до сих пор неизвестно. Между тем, согласно экспериментам, получить капроновую кислоту из молочной кислоты способны клостридии группы IV (Clostridium), входящие в микрофлору желудочно-кишечного тракта.

 

Динамика уровня химических соединений и популяций бактерий / ©Stephen J. Andersen et al., Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 2017

 

В новой работе специалисты из Гентского университета и Университета Бата проверили, как Clostridium влияют на токсичность MCFA и производство биотоплива. Для этого они ферментировали пшеницу в пиво и барду в двух реакторах, после чего обработали сырье разными бактериями: Lactobacillus spp., Acetobacterium sp. и Clostridium. Затем с помощью газовой хроматографии полученные растворы анализировались на содержание капроновой кислоты, каприловой кислоты и каприновой кислоты, а также методом ионной хроматографии — на молочную кислоту, глицерин, этанол и другие соединения. Состав растворов сопоставлялся с динамикой популяций бактерий.

 

Результаты показали, что рост популяции Clostridium коррелировал с увеличением токсического воздействия на другие бактерии и сокращением капроновой кислоты на 30 процентных пунктов. В то же время начиная с 60-го дня эксперимента уровень каприловой кислоты в одном из реакторов повысился, тогда как в другом реакторе на 22-й и 41–64-й дни был зафиксирован пиковый уровень каприновой кислоты — 0,5 ± 0,01 грамма на литр, концентрация которой зависела от каприловой кислоты (выше одного грамма на литр). По словам ученых, это первый случай получения каприновой кислоты с помощью Clostridium, и в будущем технологию можно использовать для производства недорого биотоплива.

 

Статья опубликована в журнале Frontiers in Bioengineering and Biotechnology.

 

Кишечные бактерии предлагаются в качестве сырья для биотоплива не впервые. Ранее американские специалисты выяснили, что с этой задачей могут справиться сразу три вида микроорганизмов: все они участвуют в переваривании растительной пищи.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 14:06
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

Позавчера, 15:26
Василий Парфенов

Компания Microsoft несколько лет назад намеревалась не изменять номер своей основной операционной системы для компьютеров — «десятка» должна была остаться с нами надолго. Однако очередное крупное обновление, по мнению маркетологов, очевидно, оказалось достойно новой цифры в названии ОС. Windows 11 принесет пользователям не только новые функции, улучшения безопасности и быстродействия, а также измененный дизайн, но и лишится некоторых привычных элементов. Хотя если кто-то и расстроится из-за этого, то скучать будет лишь по парочке из них.

27 июля
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

27 июля
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: