一個由美國科學(xué)家組成的研究熱帶白蟻腸部的小組,期望這一研究取得尋求更清潔,可再生燃料的突破。他們說在白蟻內(nèi)部存在制造新一代生物燃料的酶,這種燃料能代替骯臟昂貴和充滿地緣政治危險的化石燃料。
白蟻無情大量啃食家具而造成每年數(shù)十億美圓的損失而令人極其厭惡,但是基因研究人員認(rèn)為中美洲的一種白蟻后腸“藏有潛在的金礦”。這些微生物產(chǎn)生慢慢分解木質(zhì)纖維的酶。
目前的生物燃料是由玉米,糖類和其他農(nóng)作物制成的。這些作物的淀粉由酶發(fā)酵蒸餾轉(zhuǎn)化成乙醇。然而問題之一是,這種產(chǎn)品能將糧食轉(zhuǎn)化成燃料,美國對生物乙醇的大力扶持使得國際糧食市場價格回升。白蟻卻能改變這一切,白蟻和牛一樣有著一系列的腸室,每個腸室都含有不同的微生物種群,這些種群在將木質(zhì)聚合體轉(zhuǎn)化成糖的過程中起不同的的作用。這種糖能發(fā)酵制成生物燃料。該研究小組已將一些該微生物的基因進行線形排列分析,希望在工業(yè)范圍內(nèi)重新生成白蟻的微型生物反應(yīng)場所。
據(jù)環(huán)球能源網(wǎng)了解,科學(xué)家們進入了哥斯達(dá)黎加的雨林,在一棵大樹下的巨型蟻巢中,采集了圓頭工蟻。他們用鑷子和針取出165只白蟻的第三節(jié)腹部內(nèi)臟,即后腸。并將這些運至加利福尼亞州的一個實驗室進行排序。大約七千一百萬的基因碼出現(xiàn)在這些腸中,這些基因碼指向兩種叫做“菲錦羅菌”的主要細(xì)菌系。這種細(xì)菌降解纖維素和密螺旋體,轉(zhuǎn)化成可發(fā)酵的糖。
白蟻腸是非常有效的。理論上,它能將一張A4紙轉(zhuǎn)化成2升(1.8品脫)的氫氣。雖然前面的道路還很漫長,但重要的一步已經(jīng)邁出。按比例增加這一過程,生物質(zhì)能工廠就能更有效經(jīng)濟地生產(chǎn)出生物燃料。科學(xué)家指出,我們必須破解一套對分解纖維素有重要作用的基因才能達(dá)到這一目的,而這一研究是十分重要的一步。
環(huán)球能源網(wǎng)獲悉,臭名昭著的白蟻貪婪地吞噬木材,將建筑物化為粉末,其破壞程度已造成人們每年數(shù)十億美元的損失。但最新研究表明,它可為綠色生物燃料的未來提供生物化學(xué)手段。其微小身體中的微生物可望成為提高木材或廢棄生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有價值生物燃料的酶的豐富來源。
美國能源部Joint Genome研究院(DOE JGI)、加州技術(shù)研究院、Verenium公司(前Diversa公司)、生物燃料公司INBio、美國Costa Rica生物多樣化研究院和IBM Thomas J.Watson研究中心已對此作出研究和分析,在《自然》雜志2007年11月22日一期上指明了這一可望應(yīng)用的前景。
研究人員指出,白蟻是一種不同異常的“機器”。白蟻可在很短的時間內(nèi)消化極大量的木材,可替代很苛刻的化學(xué)品或過多的熱量,白蟻利用其體內(nèi)后部腸子中的特種微生物可將植物性材料的基層組織進行破壁,并使過程消化催化。
由DOE JGI進行的工業(yè)規(guī)模DNA測試,證實了白蟻作為這一工具的功能。現(xiàn)在的任務(wù)是了解它如何消化植物材料,以發(fā)現(xiàn)這類新陳代謝的路徑。然后合成所發(fā)現(xiàn)的新型的酶,從而加速開發(fā)新一代纖維素生物燃料。尋找出將木材聚合物轉(zhuǎn)化為糖類的路徑,然后再發(fā)酵成為如乙醇之類的燃料。
美國能源部已于2007年6月在三個新的生物能源研究中心投資3.75億美元加速開發(fā)纖維素乙醇和其他生物燃料的基礎(chǔ)研究。