Biodrivstoff fra design-gjærsopp

En ny gjærsopp kan lage mer etanol til biodrivstoff enn tidligere genmanipulerte varianter. Gjærsoppen kan omdanne flere sukkerarter som finnes i skogbruksavfall og planterester.

Mikroskopi av gjærsopp (Foto: Masur, Wikimedia Commons)
Mikroskopi av gjærsopp (Foto: Masur, Wikimedia Commons)

Amerikanske og sørkoreanske forskere endret arvestoffet til den vanlige gjærsoppen vi kjenner fra bakegjær, Saccharomyces cerevisiae.

Den nye varianten kan omdanne tre forskjellige sukkerarter i biomasse, og gjør det samtidig og mer effektivt.

Forskningen er et framskritt i arbeidet med å gjøre biodrivstoff mindre ressurskrevende og dermed mer miljøvennlig.

Frynsete rykte

Biobrensel har delvis fått et frynsete rykte, fordi store mengder lages av planter som legger beslag på matjord, for eksempel sukkerrør i Brasil eller mais i USA.

Dette kalles første generasjons biodrivstoff. En vanlig prosess er å la gjærsopp omdanne sukker eller stivelse i planten til etanol, altså vanlig alkohol.

Denne gjæringsprosessen er godt kjent fra tradisjonelle hjemmebrenning.
I dag finnes også andre produksjonsmetoder og sluttprodukter. Felles for dem er likvel at de krever råstoff i form av planter som dyrkes spesielt for formålet.

Produksjonen krever også så mye energi og vann at kritikere mener det endelige miljøregnskapet kan bli negativt.

Biodrivstoff fra avfall

Men allerede nå produseres annen generasjon biodrivstoff fra cellulose og andre sukkerarter som finnes i tremasse, avfall fra landbruket og andre kilder som ellers måtte kastes, og som ikke kan brukes til menneskeføde.

Mange forskere arbeider med å gjøre denne prosessen mer effektiv og lønnsom.

Ett problem er at vanlig gjærsopp ikke kan omdanne disse sukkerartene.

Xylose fra tremasse

(Illustrasjonsfoto: www.colourbox.no)
(Illustrasjonsfoto: www.colourbox.no)

Ett eksempel på et slikt sukker er xylose. Det finnes i tremasse. Vanlig gjærsopp kan ikke omdanne xylose.

Den nye gjærbakterien som nå er utviklet, har fått arvestoff fra en slektning, Pichia stipitis. Ingen andre gjærsopper slår Pichia stipitis i appetitt på xylose.

Med gener fra Pichia stipitis innabords, kan den vanlige gjærsoppen omdanne xylose til alkohol. Men fortsatt gjensto et problem. Denne genmanipulasjonen har nemlig vært prøvd tidligere også, men omdanningen av xylose var ikke rask og produktiv nok.

Gjærsoppen forsynte seg nemlig først med den lett fordøyelige glukosen før den begynte å omdanne xylosen. Dessuten ble gjærsoppen slått ut av etanolen som ble dannet.

Synergieffekt med muggsopp

Løsningen var å hente inn gener fra muggsoppen Neuropsora crassa. Dermed ble gjærsoppen i stand til å omdanne både glukose og xylose på en gang, samtidig som den også kunne omdanne cellobiose, et sukker som dannes ved nedbryting av cellulose med enzymer.

Denne kombinerte prosessen der tre sukkerarter brytes ned på en gang, ga en synergieffekt som økte produksjonen av alkohol betydelig, ifølge forskerne.

Nils Dyrset (Foto: SINTEF)
Nils Dyrset (Foto: SINTEF)

- Det unike med denne nye prosessen er at cellobiosen transporteres inn i cellen før den omdannes til glukose, kommeterer Nils Dyrset. Han forsker på biodrivstoff ved SINTEF i Trondheim.

- Ved at omdanningen skjer inne i cellen, blir prosessen mer effektiv. Dette er absolutt et bidrag til å forbedre produksjonen av biodrivstoff, sier Dyrset.

Håper på industriprodukt

Han peker likevel på at gjærsoppen som forskerne brukte, er en variant som bare dyrkes i laboratoriet.

Forskerne håper likevel at produksjonen av biodrivstoff kan økes i både mengde og hastighet også med industrivarianter av gjærsoppen.

De mener også at prosessen ikke bare kan brukes til å lage alkohol, men andre kjemikalier og biodrivstoff.

Resultatene av forskningen publiseres i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences 27. desember 2010.

Referanse:

Suk-Jin Haa et.al: Engineered Saccharomyces cerevisiae capable of simultaneous cellobiose and xylose fermentation, PNAS, 27.12.2010
 

Powered by Labrador CMS