Ранее неизвестный микроб превращает пищевые отходы в энергию
Исследователи из Университета Британской Колумбии (UBC) обнаружили ранее неизвестную бактерию из семейства Natronincolaceae, которая играет ключевую роль в производстве возобновляемого природного газа (RNG) из органических отходов.
Как работает процесс
В анаэробном реакторе:
- Бактерии расщепляют пищевые отходы на простые соединения (жирные кислоты, аминокислоты, сахара).
- Другие микробы превращают их в органические кислоты, например, в уксусную кислоту.
- Метанообразующие организмы потребляют уксусную кислоту и производят метан, который очищают до RNG.
Новообнаруженная бактерия — один из таких критически важных производителей метана.
Решение загадки
Исследователи во главе с доктором Райаном Зилсом заметили, что в биотопливном комплексе Суррея производство метана не прекращалось, даже когда исчезли известные микробы, потребляющие уксусную кислоту. Используя метод мечения питательных веществ более тяжелой формой углерода и отслеживая его в белках микробов, команда смогла идентифицировать нового "работника".
Уникальное преимущество
Пищевые отходы, богатые белком, при разложении выделяют аммиак. Высокие концентрации аммиака обычно подавляют производство метана, вызывая накопление уксусной кислоты и "закисление" реактора. Однако новый микроб толерантен к высоким уровням аммиака, что позволяет системе продолжать работу в условиях, которые остановили бы другие организмы.
"Если уксусная кислота накапливается, резервуары приходится опорожнять и запускать заново — это дорогой и сложный процесс", — пояснил доктор Зилс.
Значение открытия
- Открытие, опубликованное в Nature Microbiology, объясняет, почему некоторые анаэробные реакторы работают нестабильно, а другие, как в Суррее, продолжают производить энергию в сложных условиях.
- Оно также предполагает, что среды с высоким содержанием аммиака могут быть благоприятны для этих ключевых микробов, что открывает пути к созданию более эффективных систем.
- Использованный метод молекулярного мечения теперь применяется для изучения микробных сообществ, разлагающих микропластик в океане.
Исследование проводилось в сотрудничестве с Fortis BC, Convertus, а также Объединенным институтом генома и Лабораторией экологической молекулярной науки Министерства энергетики США.