密歇根州立大學(xué)的科學(xué)家們找到了一種方法，可以讓微生物共同協(xié)作來(lái)提高生物油的產(chǎn)量。

這一概念的新證明發(fā)表在《生物燃料技術(shù)》(《Biotechnology for Biofuels》)雜志上，它是一個(gè)生物燃料生產(chǎn)平臺(tái)，使用了兩種海洋藻類(lèi)和土壤真菌。它降低了種植和收貨成本，提高了生產(chǎn)率，這些因素目前阻礙了生物燃料的廣泛應(yīng)用。

藻類(lèi)、海洋小綠膿桿菌和真菌被孢霉都能生產(chǎn)出可供人類(lèi)使用的油脂。例如，它們可以提供為汽車(chē)提供動(dòng)力的生物燃料等產(chǎn)品中的成分，以及有益于心臟健康的歐米茄-3(omega-3)脂肪酸中的成分。

當(dāng)科學(xué)家把這兩種生物放在同一環(huán)境中時(shí)，這種微小的藻類(lèi)附著在真菌上形成肉眼可見(jiàn)的大顆粒團(tuán)。這種聚合方法稱(chēng)為生物絮凝法。

當(dāng)它們一起收獲的時(shí)候，這些生物產(chǎn)出的油比單獨(dú)種植和收獲的要更多。

“我們使用了相互間親和力強(qiáng)的自然生物，”生物化學(xué)和分子生物學(xué)學(xué)系的研究合作者兼助理研究員杜志延(音譯)說(shuō)。“藻類(lèi)的產(chǎn)量很高，我們使用的真菌對(duì)我們來(lái)說(shuō)既無(wú)毒，也不能食用。”這是一種很常見(jiàn)的土壤真菌，可以在你的后院找到。

研究人員討論了發(fā)現(xiàn)生物燃料系統(tǒng)的其他優(yōu)勢(shì)，包括：

-可持續(xù)性，因?yàn)樗灰蕾?lài)化石燃料。真菌生長(zhǎng)在污水或食物殘?jiān)?，而藻?lèi)生長(zhǎng)在海水中。

-節(jié)約成本，因?yàn)榇罅康脑孱?lèi)和真菌很容易用簡(jiǎn)單的工具捕獲，比如一張網(wǎng)。

-易于擴(kuò)展，因?yàn)檫@些生物體是未經(jīng)轉(zhuǎn)基因的野生菌株。它們不會(huì)對(duì)它們接觸的任何環(huán)境造成感染的風(fēng)險(xiǎn)。

研究人員還討論了他們的發(fā)現(xiàn)如何解決阻礙生物燃料生產(chǎn)的兩個(gè)問(wèn)題。

生物絮凝是一種相對(duì)較新的方法。生物燃料系統(tǒng)往往依賴(lài)于一種物種，如藻類(lèi)，但它們受到生產(chǎn)率和成本問(wèn)題的制約。第一個(gè)問(wèn)題出現(xiàn)是因?yàn)橹灰蕾?lài)藻類(lèi)的系統(tǒng)油產(chǎn)量低。

“當(dāng)藻類(lèi)的生長(zhǎng)受到環(huán)境壓力(如氮缺乏)的阻礙時(shí)，它們可以產(chǎn)生大量的油。”藻類(lèi)油在實(shí)驗(yàn)室里最流行的方法是將細(xì)胞培養(yǎng)到高密度水平，然后通過(guò)離心和幾種洗滌方法將細(xì)胞從營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)中分離出來(lái)，使細(xì)胞處于饑餓狀態(tài)。“這種方法涉及很多步驟、時(shí)間和勞動(dòng)力，不適合工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)。”

這種新方法用氨來(lái)喂養(yǎng)藻類(lèi)，而氨是一種氮的來(lái)源，藻類(lèi)可以迅速利用它來(lái)生長(zhǎng)。然而，氨源的供給受到人為控制，使藻類(lèi)產(chǎn)生最大的細(xì)胞密度并自動(dòng)進(jìn)入氮饑餓狀態(tài)。密切監(jiān)測(cè)氮的供給可以增加生物油的產(chǎn)量和降低成本。

第二個(gè)問(wèn)題是采油成本高，因?yàn)樵孱?lèi)很小，很難采集。采油成本可能高達(dá)生物油生產(chǎn)成本的50%。

“通過(guò)生物絮凝，真菌和藻類(lèi)的聚集物很容易用簡(jiǎn)單、廉價(jià)的工具收獲，”杜說(shuō)。

展望未來(lái)，科學(xué)家們希望用這個(gè)系統(tǒng)大規(guī)模生產(chǎn)生物燃料。他們還知道這兩種生物的全部基因組，可以使用基因工程進(jìn)一步改進(jìn)這一方法。

這項(xiàng)研究目前在Christoph Benning和Gregory Bonito的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。