日前,，包括美日等國在內(nèi)的多國政府均為生物燃料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了多項扶持措施,。據(jù)悉，目前有31個國家確定了生物燃料調合標準,，有19個國家和地區(qū)實施了燃料免稅和生產(chǎn)補貼政策,。
正當生物燃料的研發(fā)在全球如火如荼地進行時，科學家已計劃通過改變原材料生長的“環(huán)境因素”,，來提高生物燃料生產(chǎn)的效率,，并降低生產(chǎn)成本。
光生物反應器培養(yǎng)微藻
據(jù)物理學家組織網(wǎng)日前報道,，西班牙阿利坎特大學聚合物加工與熱解研究小組設計并開發(fā)了一種光生物反應器設備,。這種設備可以有效培養(yǎng)微藻，而微藻在生產(chǎn)生物燃料,、農(nóng)業(yè)食品,、醫(yī)藥行業(yè)等領域都具有較大價值。
據(jù)了解,，這種光生物反應器設備極易擴大生產(chǎn)規(guī)模,。研究人員表示，與現(xiàn)有的生物反應器相比,，利用二氧化碳與光傳輸調整藻類生長的環(huán)境因素,，在大批量生產(chǎn)過程中將需要更少的清潔和維護操作。
眾所周知,，由于傳統(tǒng)化石燃料的負面影響和全球氣候變暖現(xiàn)象推動了生物燃料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,。在生物燃料的眾多原材料中，藻類具有很多優(yōu)勢：繁殖快,、不需占用農(nóng)業(yè)用地,、不需要清潔水也可生長，最重要的是藻類產(chǎn)生的藻油可直接轉化為生物柴油燃料。根據(jù)藻類品種的不同,，可以獲得抗生素,、多不飽和脂肪酸、酶,、蛋白質,、維生素、甘油三酸脂或抗氧化劑等極具工業(yè)價值的產(chǎn)品,。
該研究小組負責人安東尼奧·馬爾西利亞·戈米斯表示：“原材料起初取自于海藻,，近15年來，對微型藻類培養(yǎng)的研究掀起了熱潮,。人們已將其視為燃料油的替代品,。實驗證明，通過光生物反應器可以極大地提高微藻產(chǎn)能,。”
生物燃料轉化的理想溫度
據(jù)物理學家組織網(wǎng)近期報道,，美國勞倫斯伯克利國家實驗室利用新技術改進了一種高溫酶突變體。這種突變體能夠在所需溫度范圍內(nèi)具有較好的活性和穩(wěn)定性,。研究表明,，重組纖維素酶對于表達酶的活性和穩(wěn)定性具有深遠的影響。這將對生產(chǎn)生物燃料具有指導性意義,。
研究人員發(fā)現(xiàn),，在65℃—70℃的環(huán)境下從木質纖維素中生產(chǎn)生物燃料是極有效率的。新的技術在此溫度范圍內(nèi)提高纖維素酶的能力將纖維素分解為發(fā)酵糖,。
據(jù)了解，該技術采用“B因子”引導誘變方法,，增強里氏木霉的內(nèi)切葡聚糖酶產(chǎn)生的TrEGI熱穩(wěn)定性（里氏木霉是一種重要的生產(chǎn)纖維素酶的菌種）,。在高溫下，使用纖維素酶水解木質纖維素具有很大優(yōu)勢：在高溫預處理下粘度降低,；微生物污染風險減少,；兼容性增強。這樣就具有了較高的固體負荷,，還加快了傳質和水解速度,。
然而，里氏木霉纖維素酶在50℃以上不太穩(wěn)定,，因此使用“B因子”法改善纖維素酶的熱穩(wěn)定性,。像所有的蛋白質一樣，纖維素酶是由單個氨基酸鏈連接在一起而成,，每一個氨基酸在對應酶中都具有“B因子”值,，該數(shù)值對應氨基酸的靈活性。具有越高“B因子”值的氨基酸靈活性越好。酶中最活躍的氨基酸在蛋白質熱應力下最容易分離,。因此通過突變氨基酸固定酶,，并降低“B因子”值以支撐結構，進而增強蛋白質的熱穩(wěn)定值,。
研究人員篩選1.1萬個TrEGI突變體,，隨后經(jīng)過50℃的預處理，最后確認約500個變異菌種候選,，再使用“B因子”引導誘變,。改造后的TrEGI，在溫度范圍50℃—60℃之間時,，其活性為原纖維素酶對不溶性木質纖維素基質的兩倍,。在模式菌株粗糙脈孢菌中經(jīng)過改造的TrEGI能夠在60℃時水解木質纖維素生物質，其轉化效率與原纖維素酶在50℃時一樣,。經(jīng)對比發(fā)現(xiàn),，TrEGI突變體在大腸桿菌提取物以及模式釀酒酵母菌中，在較高溫度下活性較低,。這一實驗結果將有助于提高從木質纖維素中生產(chǎn)生物燃料的轉化效率,。（生物谷 Bioon.com）
