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              布法羅大學:利用大腸桿菌葡萄糖發酵脂肪酸再化學轉化成烯烴

                 日期:2021-11-24     來源:蓋世汽車    瀏覽:277    評論:0    
              核心提示:研究人員充分結合生物學作用和化學反應的優勢,創造了這種兩步式方法。通過這種方法,可以直接利用葡萄糖制取烯烴。利用葡萄糖等可再生資源制造生物燃料,具有推動綠色能源技術發展的巨大潛力。研究人員表示,葡萄糖是由植物通過光合作用產生的。光合作用將二氧化碳和水轉化為氧氣和糖。因此葡萄糖中的碳,以及后來的烯烴,實際上都是從大氣中提取的二氧化碳。
                
               蓋世汽車訊 這聽起來像是現代煉金術,將糖轉化為汽油中的碳氫化合物。據外媒報道,研究人員利用生物學和化學方法,將葡萄糖轉化為烯烴。烯烴是一種碳氫化合物,是構成汽油的若干種分子之一。該項目由布法羅大學(University at Buffalo)的Zhen Q. Wang和加州大學伯克利分校(University of California, Berkeley)的Michelle C. Y. Chang兩位生物化學家領導。這標志著在開發可持續生物燃料方面取得的進展。

               

              布法羅大學,加州大學伯克利分校,烯烴,生物汽油,葡萄糖,

               

              (圖片來源:布法羅大學)

              目前生產的烯烴在汽油分子中只占一小部分。該團隊未來可能對該工藝進行調整,以生產其他類型的碳氫化合物,包括其他一些汽油成分,另外,烯烴具有非燃料應用,可用于工業潤滑劑和制造塑料的前體。

              利用食糖微生物和催化劑的兩步式工藝

              為了完成這項研究,研究人員首先給對人類健康沒有威脅的大腸桿菌菌株喂食葡萄糖。“這些微生物特愛吃糖,甚至超過孩子們。”Wang開玩笑說。

              實驗中使用的大腸桿菌經過基因改造,產生一組四種酶,將葡萄糖轉化為3-羥基脂肪酸化合物。當細菌消耗葡萄糖時,也開始制造脂肪酸。為了完成轉化,研究小組使用一種叫做五氧化二鈮(Nb2O5)的催化劑。在化學過程中去除不需要的脂肪酸部分,從而生成最終產物——烯烴。研究人員測試具有適合特征的不同分子,通過反復試驗確定了這些酶和催化劑。

              研究人員充分結合生物學作用和化學反應的優勢,創造了這種兩步式方法。通過這種方法,可以直接利用葡萄糖制取烯烴。利用葡萄糖等可再生資源制造生物燃料,具有推動綠色能源技術發展的巨大潛力。研究人員表示,葡萄糖是由植物通過光合作用產生的。光合作用將二氧化碳和水轉化為氧氣和糖。因此葡萄糖中的碳,以及后來的烯烴,實際上都是從大氣中提取的二氧化碳。

              然而,為了深入了解新方法具有的優勢,及其是否可以有效擴大規模,用于制造生物燃料或其他目的,還需要進行更多的研究。首要問題是,生產烯烴的過程消耗了多少能源。如果能源成本過高,則需要進行技術優化,以便實現工業規模應用。

              研究人員對提高產量也很感興趣。目前,需要100個葡萄糖分子,才能產生大約8個烯烴分子。研究人員希望提高這一比例,使大腸桿菌每消耗一克葡萄糖能產生更多的3-羥基脂肪酸。

               
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