Модифицированные бактерии превращают отходы в жир для топлива
"Зелёная" химия, разработанная в Университете Райса, стала основой нового государственного проекта по превращению растительных отходов в жирные кислоты, а затем — в топливо.
Лаборатория биоинженера Ка-Йю Сана в Райсе участвует в недавно объявленном проекте Министерства сельского хозяйства США стоимостью $25 млн. Цель — создание нового поколения возобновляемой энергии и био-продуктов из проса прутьевидного, лесных остатков и нового гибрида сорго, разрабатываемого в Техасском университете A&M.
Запатентованные процессы ферментации, созданные Саном и его коллегами, используют генетически модифицированные бактерии E. coli для производства жирных кислот из гидролизатов. Сахарный, богатый углеродом гидролизат извлекается из целлюлозы — жёсткой, несъедобной части растений, которую обычно выбрасывают. Сан заявил, что его лаборатория уже получает выход жирных кислот в 80–90% от модельных сахаров и надеется улучшить этот показатель в ближайшие годы.
Целевыми продуктами являются синтетическое дизельное топливо и смазочные материалы, согласно компании Ceramatec Inc. (Юта), которая предложила проект и будет производить углеводороды из жирных кислот для последующей переработки на нефтеперерабатывающих заводах.
По словам Мукунда Каранджикара, менеджера по инновациям в Technology Holding LLC, которая администрирует проект, процесс Университета Райса — "определённо лучший" для микробного получения жирных кислот из сахаров с целью создания топлива, совместимого с существующей инфраструктурой.
Постдоки Сюцзюнь Чжан и Май Ли в течение четырёх лет работали над повышением эффективности производства жирных кислот бактериями. Исследователи протестировали сотни штаммов E. coli и генетически скомбинировали лучшие качества для достижения высокого выхода.
Один из разработанных штаммов оказался "ожиревшим E. coli": вместо выделения жирной кислоты бактерия удерживает её внутри, так что более 70% веса клеток составляет жирная кислота.
С начала проекта исследователям удалось увеличить производство в 100 раз — с 0,4 грамма до 14 граммов на литр. Однако для масштабирования потребуется время: необходимо убедиться, что штамм достаточно совершенен и устойчив для промышленности. Планируется независимое тестирование и пилотное производство через 2–3 года.