跳动城乡网一种监测生物乙醇生产过程中污染的新技术可以增加16亿美元以上的收入，并减少200万吨的二氧化碳排放量。
诺和诺德基金会生物可持续性中心 (DTU Biosustain) 的研究人员首次在菌株水平上研究了甘蔗生物乙醇生产过程中的污染物群体。他们的研究揭示了菌株动力学如何直接影响工艺性能，强调需要改进微生物控制技术以提高工业效率。研究结果发表在《自然通讯》上。
提高工艺产量和环境效益
生物乙醇是一种主要的可再生能源，由酵母(主要是酿酒酵母)发酵糖而产生。然而，原料中存在的污染细菌会显著影响发酵效率。到目前为止，这些污染微生物的特征描述方法还不能完全捕捉它们的多样性或影响。
“我们的研究对巴西两家大型生物精炼厂工业生物乙醇生产过程中所有阶段的微生物种群进行了全面分析。通过结合使用散弹枪宏基因组学和基于培养的方法，我们确定了影响群落动态和生物转化效率的生态因素，”丹麦技术大学 Biosustain 的博士后 Felipe Lino 说道。“研究表明，受温度影响的特定细菌菌株可以阻碍或提高乙醇产量。只有使用我们采用的先进技术才能实现这种改进。”
仅就巴西而言，这一研究成果就可能使工艺产量提高 5% 以上，相当于增加约 16 亿美元的收入，并且每年减少约 200 万吨的二氧化碳排放量。
菌株水平分辨率：揭示隐藏的细菌动态
研究人员发现，不同菌种之间的相互作用会显著影响乙醇产量。当乳酸杆菌的浓度较高时，产量会明显提高。
DTU Biosustain 的 Morten Sommer 教授解释说：“我们已经在菌株水平上绘制了微生物种群图谱，以揭示非酵母微生物对发酵性能的真正影响。我们发现 L. fermentum 菌种中的某些特定菌株对发酵过程的破坏最大，而其他菌株则呈中性，甚至可以作为有害菌株的缓冲剂。
“温度升高与特定发酵乳杆菌菌株的生长有关，会对酵母活力和发酵效率产生负面影响。这强调了未来采用更高分辨率的方法来监测微生物群落的重要性。”
为新型微生物和过程控制解决方案铺平道路
这项研究的结果将有助于开发新型微生物和过程控制解决方案，以控制有害微生物并显著提高生物乙醇生产的性能。这可以转化为更具成本效益的生物燃料、更高的效率和大幅减少二氧化碳排放，从而支持全球减少温室气体排放的努力。
研究结果对于生物燃料和工业生物技术公司以及专注于以菌株水平分辨率分析微生物组的生物信息学工具的研究小组尤其重要。本研究开发的新型基因目录和功能分析为发现强大的工业菌株的新酶和代谢特征提供了宝贵的资源。此外，这些见解还可以应用于其他宏基因组学研究，例如肠道微生物组动态、土壤和作物相关微生物组。
