Дрожжи используют CO₂ для повышения производства биоэтанола

Внедрение четырёх генов от бактерий и шпината позволило исследователям из Делфтского технического университета улучшить производство биоэтанола с помощью дрожжей, используя углекислый газ. Их результаты были опубликованы на прошлой неделе в журнале Biotechnology for Biofuels.

Биоэтанол производится дрожжами Saccharomyces cerevisiae из сахаров растительного материала. Эти же микроорганизмы производят алкоголь в пиве и вине. Производство биоэтанола быстро растёт из-за его использования в качестве автомобильного топлива. При объёме 110 миллиардов литров в год это крупнейший продукт сектора промышленной биотехнологии. Любые улучшения процесса могут привести к значительной экономии.

Цикл Кальвина

Не все сахара превращаются в конечный продукт — этанол; часть также теряется из-за образования побочного продукта — глицерина. До недавнего времени это считалось неизбежной частью процесса. Исследователям удалось снизить образование глицерина, внедрив в дрожжи ферменты из цикла Кальвина. Этот цикл также происходит при фотосинтезе, когда растения фиксируют CO₂.

Шпинат

В рамках исследовательского проекта в TU Delft фермент Рубиско от CO₂-фиксирующей бактерии вместе с геном шпината был внедрён в дрожжи. Вместе с двумя вспомогательными генами из бактерии E.coli они обеспечивают способность дрожжей использовать CO₂ для значительного снижения образования глицерина. В результате остаётся гораздо больше сахара, который можно преобразовать в биоэтанол.

Больший выход

Благодаря этому вмешательству выход биоэтанола из процесса стал на одиннадцать процентов выше, а производство глицерина сократилось на девяносто процентов. На открытие уже подана заявка на патент. Следующий шаг — масштабирование процесса в сотрудничестве с промышленностью. Исследователи полагают, что применение процесса в промышленных масштабах станет возможным в течение нескольких лет.