细菌有助脱碳？新技术利用细菌将CO2转化为必需化工品

• 2022-02-23 16:59:11 来源：凤凰网

众所周知，细菌可以分解乳糖制造酸奶，可以分解糖来制造啤酒。现在，由美国西北大学和碳回收技术公司LanzaTech领导的研究人员开始利用细菌分解废弃的二氧化碳（CO2）来制造有价值的工业化学品。

在一项新研究中，研究人员选择、设计和优化了一种细菌菌株，然后成功地证明了其将二氧化碳转化为丙酮和异丙醇（IPA）的能力。这项研究成果已于近期发表在了《自然生物技术》杂志上。

据悉，这种新的发酵过程不仅可以去除大气中的温室气体，还可以避免使用化石燃料，而化石燃料通常是生产丙酮和异丙醇所需的。在进行生命周期分析后，该团队发现，如果广泛采用，与传统工艺相比，这种减碳平台可以减少160%的温室气体排放。

“不断加剧的气候危机，加上人口的快速增长，给人类带来了一些最紧迫的挑战，所有这些都与整个生物圈中CO2的不断释放和积累有关，”西北大学的迈克尔·朱伊特（Michael Jewett）表示，他是这项研究的联合资深作者。

“通过利用我们的能力，在可持续和可再生的基础上，与生物学合作，制造需要的东西，在需要的地方和时间，我们可以开始利用现有的二氧化碳来改变生物经济。”他补充说。

必要工业化学品，例如丙酮和IPA，几乎随处可见，其全球市场总额高达100亿美元。IPA被广泛用作消毒剂和防腐剂，是世界卫生组织推荐的两种消毒剂配方之一的基础，对杀死SARS-CoV-2病毒非常有效。而丙酮则是许多塑料和合成纤维的溶剂，可稀释聚酯树脂、清洁工具和指甲油去除剂。

虽然这些化学物质非常有用，但它们是从化石资源中产生的，会导致气候变暖的二氧化碳排放。为了更可持续地生产这些化学品，研究人员开发了一种新的气体发酵工艺。他们从LanzaTech设计的一种厌氧菌（Clostridium autoethanogenum）开始研究。然后，研究人员使用合成生物学工具对细菌进行重新编程，使其发酵二氧化碳，生成丙酮和异丙醇（IPA）。

Jewett说，“这些创新，在指导菌种工程和优化途径酶的无细胞战略的引导下，将生产时间加快了一年多。”西北大学和LanzaTech团队相信，开发的菌株和发酵工艺将转化为工业规模。这种方法也可以应用于制造其他有价值的化学物质的简化过程。

LanzaTech首席执行官Jennifer Holmgren说，“这一发现是避免气候灾难的重要一步。今天，我们的大多数商品化学品完全来自化石资源，如石油、天然气或煤炭，丙酮和IPA就是两个例子，它们的全球总市场价值达100亿美元。通过关闭碳循环，丙酮和IPA途径将加速其他新产品的开发，使其在多个行业的使用。”

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