03.04.2017
Редакция Naked Science

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.
Вчера, 09:23
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

Позавчера, 20:00
Василий Парфенов

Пару недель назад Международная космическая станция разменяла 23-й год своего существования на орбите. И хотя далеко не все ее модули насчитывают и десяти лет эксплуатации, конструкция в целом давно вызывает опасения в надежности. В числе прочего американскую сторону особо волнуют недавние неполадки в российском сегменте. Их считают предвестником серьезного препятствия человеческой экспансии в космос — когда мы лишимся важнейшего форпоста на орбите Земли, а замены ему еще не появится.

Позавчера, 09:29
ФизТех

Переключения магнетиков между спиновыми состояниями могут передавать логический сигнал, и этим процессом можно заменить перенос электронов в современных процессорах. Ученым из МФТИ и их коллегам из Института элементоорганических соединений имени А. Н. Несмеянова и Испании впервые удалось зарегистрировать специфический переход соединения железа между состояниями. Это поможет разработать процессоры и устройства памяти с большим отношением производительности к количеству потребляемой энергии.

1 декабря
Мария Азарова

Более низкие уровни интерлейкина-6 — маркера системного воспаления — выявили у людей, которые считали, что готовы предоставлять больше поддержки окружающим, чем получать взамен.

Позавчера, 20:00
Василий Парфенов

Пару недель назад Международная космическая станция разменяла 23-й год своего существования на орбите. И хотя далеко не все ее модули насчитывают и десяти лет эксплуатации, конструкция в целом давно вызывает опасения в надежности. В числе прочего американскую сторону особо волнуют недавние неполадки в российском сегменте. Их считают предвестником серьезного препятствия человеческой экспансии в космос — когда мы лишимся важнейшего форпоста на орбите Земли, а замены ему еще не появится.

Вчера, 09:23
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

12 ноября
Мария Азарова

Кошки оказывались сбиты с толку, когда их человек, как им казалось, «телепортировался» в новое, неожиданное место. Однако они не реагировали таким же образом на чужих людей или других животных.

25 ноября
НИУ ВШЭ

Мобильные ученые публикуются в индексируемых журналах в два раза чаще. К такому выводу пришли исследователи из НИУ ВШЭ.

18 ноября
Ольга Иванова

Группа исследователей из Китая и США выявила дополнительный фактор, который мог способствовать самому крупному вымиранию на планете.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: