CO2 的循環(huán)經(jīng)濟
“未來的經(jīng)濟必須是碳中和，”Stefan Pflügl 要求。但是，由于碳是許多產(chǎn)品(例如燃料或塑料)的重要組成部分，因此應(yīng)回收現(xiàn)有的 CO2并返回到循環(huán)中。實現(xiàn)這一目標的一種氣候中和方法是直接從空氣中捕獲 CO2并在可再生能源的幫助下將其轉(zhuǎn)化為甲酸鹽。這種碳、氧和氫的化合物最終可以成為生物經(jīng)濟的基本組成部分。甲酸鹽的優(yōu)點是運輸方便，可靈活用于生產(chǎn)化學品和燃料。這些物質(zhì)可以在產(chǎn)乙酸細菌的幫助下生產(chǎn)，這些細菌以碳化合物為食并從中產(chǎn)生乙酸。
A. woodii 的甲酸鹽回收
為了使用產(chǎn)乙酸菌生產(chǎn)原料，需要了解它們的代謝和生理學。雖然A. woodii是一種模式生物，這意味著該細菌已經(jīng)被廣泛研究，但研究小組希望進行比較觀察。因此，Stefan Pflügl 和他的團隊研究了甲酸鹽、氫氣、一氧化碳、二氧化碳或果糖等底物如何影響木頭木霉的代謝。
“由不同基質(zhì)引起的最大差異是A. woodii獲得的能量，”Stefan Pflügl 觀察到。他解釋說：“乙酸菌是真正的生存藝術(shù)家，它們也可以代謝 CO、CO2或甲酸鹽等底物。這是因為乙酸菌使用可能是最古老的 CO2固定代謝途徑。因此，它們還設(shè)法產(chǎn)生足夠的能量以在極端條件下生存并從替代食物來源中生存。”
這意味著產(chǎn)乙酸菌不僅能夠利用 CO2，而且能夠非常有效地利用。因此，只需消耗很少的能量即可將 CO2轉(zhuǎn)化為甲酸鹽，然后將其轉(zhuǎn)化為堿性化學乙酸。
替代油基產(chǎn)品
為了充分發(fā)揮A. woodii 的潛力，研究人員還研究了如何對該細菌進行基因改造以生產(chǎn)乙醇或乳酸而不是醋酸。雖然乙醇是燃料的基礎(chǔ)，但乳酸可用于生產(chǎn)可生物降解的塑料。因此，油基物質(zhì)可以被更可持續(xù)的替代品所取代。“這不僅在生物經(jīng)濟意義上，而且在燃料或塑料燃燒過程中產(chǎn)生的CO2和一氧化碳也可以回收到原始產(chǎn)品中，”Stefan Pflügl 設(shè)想。
該研究已發(fā)表在代謝工程雜志上，因此提供了對像A. woodii這樣的產(chǎn)乙酸菌在某些條件下可以做什么的見解。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)并使用模型，研究人員還制定了有關(guān)如何對A. woodii進行基因操作并用于生產(chǎn)其他物質(zhì)的策略。
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