美國(guó)杜蘭大學(xué)的分子生物學(xué)教授大衛(wèi).穆林(David Mullin)一直專(zhuān)注于開(kāi)發(fā)具有經(jīng)濟(jì)效益的生物燃料,,最近他又就微生物分解植物細(xì)胞的能力及將其轉(zhuǎn)化為生物燃料的可能性開(kāi)展研究,。
穆林通過(guò)收集分析反芻動(dòng)物的糞便,已經(jīng)從一種非洲斑馬的排泄物中提取到了TU-103細(xì)菌,,該細(xì)菌可以在廢棉花、甘蔗渣和報(bào)紙屑中生長(zhǎng),。
穆林表示:“只要將這些東西切碎,,在碾碎器中用水充分均勻攪拌,微生物就可以很好地的存活下來(lái),。”
《紐約時(shí)報(bào)》稱(chēng),,要解決植物轉(zhuǎn)化問(wèn)題尚有很長(zhǎng)的路要走。雖然人們已經(jīng)從數(shù)百年前就開(kāi)始利用蒸餾器從糖中提取酒精等物質(zhì),,但若要將糖類(lèi)變?yōu)樯锶剂蟿t必須從纖維素的層面開(kāi)始,。作為植物細(xì)胞壁的主要成分,纖維素是由碳原子組成的堅(jiān)固結(jié)構(gòu),,一旦其轉(zhuǎn)化為糖類(lèi),,就可以在酶的作用下發(fā)酵并生產(chǎn)酒精。
一直以來(lái),,科學(xué)家都是利用玉米淀粉制造乙醇,,然而由于這些原料是人類(lèi)主要的食物來(lái)源,因此增加這些作物的需求會(huì)推動(dòng)其價(jià)格的上漲,。相比之下,,如果可以轉(zhuǎn)化纖維素,那么人們只需要利用玉米外皮,、甘蔗渣,、廢木頭以及落葉等廢物就可以制造生物燃料。然而,,目前纖維素分解非常復(fù)雜,,且成本較高,如何提高這一過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性也一直困擾著許多科學(xué)家,。
此外,,由于擔(dān)心生產(chǎn)生物燃料會(huì)導(dǎo)致土地種植單一化,增加環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),,一些環(huán)保人士也對(duì)此存在質(zhì)疑,,而理想的生物燃料應(yīng)當(dāng)能以任何植物為原料或發(fā)酵過(guò)程十分簡(jiǎn)單。
目前穆琳的研究重點(diǎn)是丁醇,。丁醇由四個(gè)碳原子組成,,其化學(xué)鍵的能量較乙醇更高。與乙醇不同的是,,丁醇可提供足夠的能量單獨(dú)驅(qū)動(dòng)汽車(chē),,而無(wú)需與石油混合使用。此外由于丁醇在運(yùn)輸過(guò)程中也不會(huì)像乙醇那樣消耗水份,,因此完全可以使用輸油管道和油桶等其他化石能源的基礎(chǔ)設(shè)施,。
事實(shí)上,,有許多種途徑可以實(shí)現(xiàn)纖維素的轉(zhuǎn)化,如一些動(dòng)物的消化系統(tǒng)就可以利用纖維素酶來(lái)分解纖維素,。然而,,雖然這些酶目前已經(jīng)可從市場(chǎng)買(mǎi)到,但價(jià)格極高,,因此穆林決定自行尋找一種合適的微生物,。在他看來(lái),微生物應(yīng)滿足以下三個(gè)條件:直接將纖維素轉(zhuǎn)化為丁醇,、在空氣中完成催化反應(yīng)并且能夠在一般溫度條件下大量生產(chǎn),。
穆林團(tuán)隊(duì)共從動(dòng)物園中采集了40種不同的細(xì)菌菌群,最后發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌TU-103,。雖然該細(xì)菌并不完美,,例如,它在產(chǎn)生丁醇的同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生一些較難分離的物質(zhì),,丁醇濃度過(guò)高將導(dǎo)致該細(xì)菌死亡等,。