有固氮能力的發酵細菌
比起化石燃料,生物燃料具有「可再生」的優點。可是現在主要的生物燃料是以玉米生產的乙醇,而玉米是人的主食之一,因此有人改用非糧食原料(如芒草)生產乙醇。
 
 
 
比起化石燃料,生物燃料具有「可再生」的優點。可是現在主要的生物燃料是以玉米生產的乙醇,而玉米是人的主食之一,因此有人改用非糧食原料(如芒草)生產乙醇。

可是以纖維質生產乙醇(cellulosic ethanol)有巨大的成本壓力,難以和玉米乙醇競爭。例如非糧食原料的含氮量較低,因此必須在發酵槽中投入玉米浸漬液、磷酸二銨等氮肥,供應發酵微生物生長的需求。估計一座年產量兩億公升乙醇的工廠,一年必須花170〜220萬美元購買氮肥。這是以實驗室規模為基準的估計,以其他的估計方法得到的數字更為巨大。

在自然界,最豐富的氮源是大氣。有些微生物能直接利用大氣中的氮,例如與豆科植物共生的固氮細菌(根瘤菌),可惜傳統的發酵微生物(如酵母菌)缺乏固氮酶,無法利用這一氮源。最近美國印地安納大學生物系的微生物研究團隊,發現了科學界早已熟悉的一種發酵細菌,其實擁有固氮能力,為纖維質乙醇製造業打開了一扇降低成本的法門。

這種發酵細菌學名Zymomonas mobilis,是一百多年前科學家在酒裡分離出來的。研究人員以氮的穩定同位素15N2做實驗,證實它們可以利用空氣中的氮合成蛋白質;而且以空氣為氮源,並不會妨礙它們的發酵機能。在發酵槽中,這一發酵菌要是以空氣為氮源,而不用玉米浸漬液,乙醇產量甚至會略微提高。

參考資料
  1. Kremer, T. A., et al. (2015) N2 gas is an effective fertilizer for bioethanol production by Zymomonas mobilis. PNAS, published online before print February 2, 2015, doi: 10.1073/pnas.1420663112.
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