Новый подход к производству биотоплива

Химики выявили новый способ повысить толерантность дрожей к этанолу, просто измененяя состава среды, в которой они выращиваются. По мнению ученых, результаты могут оказать существенное влияние на производство промышленного биотоплива.

Дрожжи используют для трансформации кукурузы и других растительных материалов в биотопливо, такое как этанол. Тем не менее, большая концентрация этанола может быть токсична для дрожжей, что ограничивает производственные мощности многих штаммов, используемых в промышленности.

Профессор химической инженерии Gregory Stephanopoulos: «Токсичность является, пожалуй, самой важной проблемой в рентабельном производстве биотоплива». Группа Stephanopoulos обнаружила, что добавление калия и гидроксид-ионов в среду, в которой дрожжи растут, может компенсировать повреждения клеточной мембраны спиртом. Проводя эти изменения, исследователи смогли увеличить производство этаноловых дрожжей примерно на 80 процентов. Этанол увеличивает пористость клеточной мембраны, из-за чего клетке трудно сохранить свои электрохимические градиенты. Повышение концентрации калия и рН вне клеток помогает им укрепить градиенты и они живут дольше; а чем дольше они выживают, тем больше этанола они делают.

Существенной особенностью нового исследования является то, что химики сделали свои эксперименты при очень высоких концентрациях глюкозы: около 300 граммов на литр, которая используется в промышленном ферментере биотоплива.

Ученый из Университета Флориды Lonnie Ingram отметил достижение: «Мало кто предвидел эти результаты, которые показывают, что увеличение электрохимических градиентов мембран обеспечивают значительное увеличение толерантности к алкоголю. Это научное открытие будет иметь прямое приложение в коммерческих процессах производства спирта при высоких концентрациях сахара».