Ảnh: Các tế bào Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum TG57 bám dính vào các phân tử xen-lu-lô. Bộ gen đặc biệt của dòng TG57 cho phép vi khuẩn tạo ra các en-zym tăng cường khả năng tổng hợp biobutanol.
Vi khuẩn được phân tách từ nấm rơm có thể chuyển hóa trực tiếp nguyên liệu thực vật thành butanol (C4H9OH).
Một nhóm các kỹ sư của Đại học Quốc gia Singapo (NUS) gần đây đã phát hiện ra một loại vi khuẩn xuất hiện một cách tự nhiên, có tên là: Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum TG57, phân tách từ rác thải phát sinh sau khi thu hoạch nấm, có khả năng chuyển đổi trực tiếp xen-lu-lô – nguyên liệu thực vật – thành biobutanol.
Nhóm nghiên cứu thuộc Khoa Kỹ thuật Dân dụng và Môi trường của NUS do Phó giáo sư He Jianzhong dẫn đầu đã phát hiện ra dòng TG57 mới này vào năm 2015. Họ đã tiếp tục nuôi cấy để nghiên cứu tính chất của chúng. Ông đã giải thích rằng: “Việc sản xuất nhiên liệu sinh học không sử dụng nguyên liệu thực phẩm có thể cải thiện tính bền vững và giảm chi phí rất nhiều. Trong nghiên cứu của chúng tôi, chúng tôi đã chứng minh một phương pháp mới chuyển đổi trực tiếp xen-lu-lô thành biobutanol bằng cách sử dụng dòng TG57 mới. Đây là bước đột phá lớn trong kỹ thuật trao đổi chất và là một mốc quan trọng trong việc sản xuất nhiên liệu sinh học tiết kiệm chi phí, tăng sự tái tạo và bền vững“.
Biobutanol – Nhiên liệu sinh học có khả năng ứng dụng cao
Nhiên liệu sinh học truyền thống được sản xuất từ lương thực. Cách làm này rất tốn kém và ảnh hưởng đến việc sản xuất lương thực, bởi nó lấy đi nguồn tài nguyên đất, nước, năng lượng và các nguồn tài nguyên môi trường khác. Nhiên liệu sinh học được sản xuất từ nguyên liệu xen-lu-lô chưa qua xử lí – khối thực vật, rác nông nghiệp, và rác công nghiệp – dự kiến sẽ đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng mà không làm tăng phát thải khí nhà kính do việc đốt nhiên liệu hóa thạch. Những nguyên liệu xen-lu-lô này rất phổ biến, thân thiện với môi trường, và bền vững về mặt kinh tế.
Trong số các loại nhiên liệu sinh học, biobutanol hứa hẹn là chất thay thế xăng vì hiệu năng cao và đặc tính ưu việt. Nó có thể trực tiếp thay thế xăng, mà không cần phải chỉnh sửa động cơ của phương tiện. Tuy nhiên, việc sản xuất thương mại của biobutanol đã bị cản trở bởi sự thiếu hụt các vi sinh vật có khả năng chuyển sinh khối xen-lu-lô thành nhiên liệu sinh học. Kỹ thuật hiện nay khá tốn kém và cũng đòi hỏi phải có hệ thống xử lý hóa học phức tạp.
Sản xuất nhiên liệu sinh học theo cách thân thiện với môi trường hơn
Kỹ thuật mới được phát triển bởi nhóm NUS mang nhiều tiềm năng thay đổi chi phí và tính bền vững của việc sản xuất nhiên liệu sinh học.
Phân để ủ nấm – thường bao gồm rơm rạ và mùn cưa – là chất thải từ những nhà trồng nấm. Các vi sinh vật trong chất thải được giữ lại để phát triển tự nhiên trong hơn hai năm để có được dòng TG57 duy nhất.
Quá trình lên men rất đơn giản, không cần phải xử lí hóa học, hay là biến đổi gen vi sinh vật. Khi xen-lu-lô được thêm vào, vi khuẩn chỉ cần tiêu hóa xen-lu-lô để sản xuất butanol.
Trong tương lai, nhóm nghiên cứu sẽ tiếp tục tối ưu hóa khả năng của dòng TG57, và tiếp tục nghiên cứu nó để tăng tỷ lệ và năng suất biobutanol bằng các công cụ di truyền phân tử.
Đ.T.N (NASATI), theo https://scitechdaily.com/engineers-discover-greener-cheaper-technique-for-biofuel/