06.06.2008 12:29
Исследования, посвященные микробиологическим способам получения
альтернативного биотоплива, были представлены на 108 Собрании Американского
общества микробиологии в Бостоне (American Society for Microbiology).
В настоящее время основным альтернативным биотопливом является этанол,
получаемый в результате ферментации таких культур, как кукуруза и сахарный
тростник. Однако этот метод весьма дорогостоящ и приводит к повышению цен на
продукты питания. В связи с этим необходим поиск альтернативных источников
биомассы, пригодной для ферментации и получения в качестве конечного
продукта этанола. Одним из таких источников является лигноцеллюлоза,
присутствующая в изобилии в отходах лесопильных заводов, бумажных фабрик и в
бытовом бумажном мусоре, а также в отходах сельского хозяйства (например,
жмыхе сахарного тростника) и в возделываемых культурах, таких как просо.
Однако, в отличие от кукурузы, сахара, необходимые для ферментации, в
лигноцеллюлозе находятся в связанном состоянии.
Группа исследователей под руководством доктора Говинда Надатура (Govind
Nadathur) из Университета в Пуэрто Рико занимается поиском ферментов в
необычных экосистемах и организмах для экстракции сахаров из лигноцеллюлозы.
В желудках морских моллюсков, питающихся древесиной, ученые обнаружили
бактерии, которые производят ферменты, расщепляющие целлюлозу. Исследователи
разработали биотехнологическую схему, основанную на использовании найденных
ферментов для производства не только этанола, но и сахара, патоки и
биодизеля с минимальным количеством отходов.
Первый этап схемы основан на использовании биомассы - отходов, возникающих
при переработке сахарного тростника и цветов гибискуса, из которых
традиционно производятся очищенный сахар, патока (используемая в
производстве рома) и цветы (чай <Каркадэ>). С помощью обнаруженных ферментов
доктор Надатур с коллегами получают из этой биомассы сахара, которые затем
ферментируют в этанол, собирая выделяющийся в процессе ферментации диоксид
углерода. Следующий этап схемы - снабжение диоксидом углерода
микроскопических водорослей, производящих биополимер, который может быть
переработан в биодизель или в топливо для реактивных двигателей.
В настоящее время группа доктора Надатура занимается адаптацией предложенной
схемы для коммерческого использования совместно с компанией Sustainable
AgroBiotech Inc. (SABI) в Пуэрто Рико.
Кроме этанола, многообещающим биотопливом является водород. Многие
производители легковых автомобилей создают двигатели, использующие его в
качестве топлива. В Лос-Анжелесе, например, сейчас проходят испытания
автобусы, работающие на водородном топливе. В связи с возрастающей
потребностью в водородном топливе многие ученые занимаются поиском
альтернативных источников производства водорода.
Некоторые виды пурпурных бактерий, обитающих в озерном иле, способны
преобразовывать воду и моноксид углерода в газообразный водород. Проблема
заключается в том, чтобы обеспечить доступ моноксида углерода ко всем
бактериальным клеткам, находящимся в жидкой среде. Решение этой задачи нашли
ученые, работающие под руководством Сергея Маркова из Austin Peay State
University в штате Теннеси. Они разработали прототип биореактора, способного
с помощью пурпурных бактерий Rubrivivax gelatinosus производить водород в
количествах, достаточных для работы небольшого двигателя.
Ученые поместили бактерии на тонкие полые волокна. Вода и газы способны
свободно диффундировать через волокна, а бактерии - нет. Преобразованная в
электричество энергия водорода, производимого таким <биореактором>, размером
в 5 сантиметров, достаточна для свечения лампочки и для работы маленького
мотора.
Чистый водород может производиться некоторыми бактериями из воды и
солнечного света. Например, определенные виды цианобактерий используют
солнечную энергию для того, чтобы разрушать ковалентные связи в молекулах
воды с образованием газообразного водорода и кислорода. Проблема заключается
в том, что фермент гидрогеназа цианобактрий, участвующая в этом процессе,
чувствительна к кислороду, что делает процесс получения водорода практически
невозможным.
Исследователи из Национальной лаборатории по возобновляемой энергии в
Голдене, штат Колорадо (National Renewable Energy Lab in Golden, Colorado),
работающие под руководством доктора Пин Чинг Манесс (Pin Ching Maness),
достигли определенных успехов в решении этой проблемы. Они обнаружили, что
некоторые виды пурпурных бактерий обладают гидрогеназой, устойчивой к
кислороду и аналогичной ферменту цианобактерий. Ученые определили гены,
кодирующие толерантную к кислороду гидрогеназу в пурпурной бактерии и гены,
отвечающие за производство чувствительной к кислороду гидрогеназы в
модельных цианобактериях. В настоящее время ученые пытаются заменить в
модельных цианобактериях ген, кодирующий чувствительную гидрогеназу, на
устойчивую к кислороду гидрогеназу из пурпурной бактерии.
По материалам:
EurekAlert и American Society for Microbiology http://www.cbio.ru/modules/news/article.php?storyid=3206
Житомирские ученые разработали грузовик, ездящий на дровах
добавить ресурс
.gif){kind=small}
Переработка мусора:
ТБО и другие проблемы современности:
© Дизайн Студии РОМАрт, 2004.