روش زیست محیطی ارزان و سالم برای تولید سوخت‌ زیستی

یک تیم علمی پژوهشی دریافتند که یک باکتری طبیعی جداشده از بقایای کشت قارچ می‌تواند سلولز را مستقیما به بیوبوتانول که یک سوخت زیستی است، تبدیل کند. گروهی از مهندسان دانشگاه ملی سنگاپور (NUS) اخیرا کشف کردند که یک باکتری طبیعی با نام Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum TG57، جداشده از ضایعات تولیدشده پس از برداشت قارچ، می‌تواند به‌طور مستقیم سلولز را که یک ماده‌ی گیاهی است به بیوبوتانول تبدیل کند. این سویه نخستین بار در سال ۲۰۱۵ کشف شد و خصوصیات آن مورد بررسی قرار گرفت. تولید سوخت‌های زیستی با استفاده از مواد غیرخوراکی می‌تواند موجب پایداری و کاهش هزینه‌ها شود. در این مطالعه روش جدیدی از تبدیل مستقیم سلولز به بیوبوتانول با استفاده از سویه‌ی جدید TG57 نشان داده شده است. این پیشرفتی بزرگ در مهندسی متابولیک بوده و نشان‌دهنده‌ی نقطه‌ی عطفی در تولید پایدار و مقرون به صرفه‌ی سوخت‌های تجدیدپذیر و مواد شیمیایی است.

تولید بیوبوتانول با استفاده از باکتری چسبندگی سلول‌های باکتری Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum TG57 به ذرات سلولز، استفاده‌ی کارآمد از سلولز را برای تولید بیوبوتانول تسهیل می‌کند. ژنوم منحصر به فرد سویه‌ی TG57، این باکتری را قادر می‌سازد آنزیم‌هایی تولید کند که سنتز بیوبوتانول را افزایش می‌دهد.

بیوبوتانول، یک سوخت زیستی جذاب

سوخت‌های زیستی معمول از محصولات خوراکی تولید می‌شوند. این روش هزینه‌ی بسیار بالایی داشته و در استفاده از منابع زمین، آب، انرژی و دیگر منابع محیطی با تولید غذا در رقابت است. انتظار می‌رود سوخت‌های زیستی حاصل از مواد سلولزی فرآوری‌نشده مانند توده‌های گیاهی و همچنین ضایعات زراعت و باغبانی بتوانند نیازهای رو به رشد انرژی را بدون افزایش انتشارات کربنی حاصل از احتراق سوخت‌های فسیلی مرتفع سازند. این مواد سلولزی دارای فراوانی زیاد بوده و از لحاظ محیطی بی‌خطر و از نظر اقتصادی پایدار هستند.

مقاله‌های مرتبط:

از میان انواع مختلف سوخت‌های زیستی، بیوبوتانول به‌علت تراکم بالای انرژی  و نیز ویژگی‌های برتری که دارد، به‌عنوان جایگزین مناسبی برای بنزین مطرح شده است. این ماده می‌تواند بدون هیچ‌گونه اصلاحی مستقیما در خودرو جایگزین بنزین شود.

با این حال تولید تجاری بیوبوتانول دارای مشکل مربوط به نبود میکروب‌های مناسب دارای توانایی تبدیل توده‌ی سلولزی به سوخت زیستی است. تکنیک کنونی هزینه‌بر است و همچنین نیازمند انجام تیمارهای اولیه‌ی شیمیایی پیچیده‌ای است.

تولید سوخت‌های زیستی به روش سبز

تکنیک جدیدی که توسط تیم NUS ارائه شده است می‌تواند تکنیکی پربازده و پایدار در تولید سوخت زیستی در نظر گرفته شود.

کمپوست بقایای قارچ که عمدتا از کاه گندم و خاک اره تشکیل شده است، ضایعات کمپوستی تولیدشده طی کشت قارچ است. میکروارگانیسم‌ها در ضایعات برای بیش از دو سال رها می‌شوند تا سویه‌ی خاص TG57 به‌دست آید. فرآیند تخمیر ساده است و نیاز به تیمار اولیه‌ی پیچیده یا اصلاح ژنتیکی میکروارگانیسم ندارد. زمانی که سلولز افزوده می‌شود، باکتری به‌سادگی آن را هضم کرده و بوتانول را به‌عنوان محصول اصلی تولید می‌کند. در برنامه‌های آینده، این گروه علمی بر آن است که بتواند عملکرد سویه‌ی TG57 را به حد بهینه برساند و با استفاده از ابزارهای ژنتیک مولکولی آن را به جهتی هدایت کند که نسبت تولید بیوبوتانول افزایش پیدا کند.

یافته‌های این پژوهش در ژورنال Science Advances منتشر شده است.

منبع: زومیت