Дрожжи, жаждущие сахара, повысят производство биотоплива

Модификация дрожжей для более эффективного превращения сахаров в спирты может стать экономически и экологически оправданным способом замены ископаемого топлива.

Доктор Кристиан Вебер и профессор Экхард Болес из Франкфуртского университета (Германия) разработали метод модификации дрожжевых клеток, позволяющий им успешно превращать более широкий спектр сахаров из растительных отходов (например, соломы пшеницы и риса) в спирт для биотоплива.

Биоспирты, производимые микробным брожением, относятся к биотопливу второго поколения, сырьё для которого не используется в производстве пищи. Растительные отходы доступны в больших количествах и содержат смесь сложных сахаров, включая гексозы и пентозы, которые можно сбраживать в спирт. «Поскольку это сырьё составляет самую большую часть затрат на переработку, нам нужна быстрая и эффективная конверсия всех присутствующих сахаров. В настоящее время не хватает микробов, которые бы эффективно превращали и гексозы, и пентозы в этанол», — пояснил доктор Вебер.

Пекарские дрожжи Saccharomyces cerevisiae уже используются в пищевой промышленности для эффективного превращения гексозных сахаров, таких как глюкоза, в этанол. Перенеся гены из бактерий, которые естественным образом расщепляют пентозу, команда доктора Вебера создала штамм S. cerevisiae, успешно сбраживающий как пентозные, так и гексозные сахара. «Поскольку пентозы составляют существенную часть сырья, модифицированные дрожжи дают гораздо более высокий выход этанола из того же количества сырья», — отметил он.

Чтобы ещё больше повысить потенциал дрожжей в производстве биотоплива, их дополнительно модифицируют для производства другого биоспирта — бутанола вместо этанола. «По сравнению с этанолом, бутанол обладает превосходными свойствами в качестве потенциального биотоплива. У него более низкое давление паров, температура воспламенения выше, и он менее коррозионный. Бутанол может заменить ископаемое топливо до 100% без модификации существующих двигателей», — сказал профессор Болес.

Компания BUTALCO, основанная профессором Болесом вместе с химиком доктором Гюнтером Фестелем, разрабатывает специальную технологию для модификации дрожжей с целью утилизации пентоз и производства бутанола. В настоящее время компания завершает разработку технологии использования как пентоз, так и гексоз для производства биоэтанола. В конечном итоге будет разработана целая технологическая цепочка, охватывающая все этапы производства биоспиртов — от генной инженерии до процессов выделения продукта.