PNAS：利用微生物“相互合作” 可提高生物燃料产量

美国密歇根大学的研究人员日前在《美国科学院院报》发布文章称，他们发明出一种生产高品质生物燃料的方法，通过将大肠杆菌和里氏木霉配对，从而把玉米秸秆、叶子等农业废弃物转化为生物燃料。这是目前为止植物转化生物燃料达到的最高水平，每升液体中可含生物燃料异丁醇1.88克。

研究人员之所以选择异丁醇而非常见的乙醇作为生物燃料，是因为在同等燃烧的情况下，异丁醇释放的热量是82％，而乙醇为67％。此外，异丁醇还不容易腐蚀管道和损坏发动机。

密歇根大学化学工程系助理教授林晓霞（Xiaoxia Nina Lin）说：“之前，人们曾尝试过很多方法，包括改造某种微生物物种的基因或者尽力通过生物降解、发酵等方法生产燃料分子。事实证明，这些尝试都十分困难，因为它们属于不同的物质，所以出现在不同的有机体里面是很自然的事，但出现同一个有机体中则相当困难。”

本次研究中，研究人员利用里氏木霉将原材料转化为糖，在依靠大肠杆菌将其转换成所需的燃料。由于合成物质的脆弱性和不稳定特点，让这两种微生物合作并不是一件容易的事。然而，成功的关键是找到互相依赖的微生物，或者在一定条件下让里氏木霉与大肠杆菌合作，进而生产出糖类。

林晓霞表示：“我们依赖大肠杆菌来生产燃料，但是在系统里面，它的表现就像一个‘骗子’，带走了里氏木霉所生产的东西。”而里氏木霉仍然从这个过程中受益，因为作为纤维素转化为糖的一部分，它浓缩了围绕自身周围的食物。

该系统的另一个优点是扩大了可利用废弃物的范围，如森林中的碎木、野草等。研究人员目前正致力于提高燃料的效率。目前，理论上的最高产量为62％。

林晓霞说：“理论上，使用乙醇，人们可以获得超过90％的热量。与其相比，异丁醇仍然较为低级。但这个过程仍然值得尝试，我们正努力去做。目前来说，这是一个处于实验室水平的初步论证，但我们更想把这个技术应用到更广泛的现实世界，所以还有很多事情值得去做。”

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