Новый метод также может стать благом в поисках новых способов получения ценных возобновляемых химикатов из растительных отходов, уменьшая нашу зависимость от нефтехимических продуктов.Дрожжи — ключевой этап в производстве биотоплива, ферментации сахаров в этанол. В биотопливе первого поколения использовались сахара, крахмал и масла, полученные из растений, выращенных для этой цели.
Однако они могут конкурировать с продовольственными культурами за землю и ресурсы, поэтому существует большой интерес к производству биотоплива из непродовольственных источников, таких как сельскохозяйственные отходы, такие как солома. Но проблема с этим биотопливом «второго поколения» заключается в том, что сахара менее доступны для дрожжей.
Предварительная обработка используется для разрушения клеточной структуры биомассы, а ферменты превращают обработанную биомассу в сахара для ферментации дрожжей. Но этот процесс осахаривания, наряду с предварительной обработкой, может снизить экономическую жизнеспособность производства биотоплива таким способом.
Предварительная обработка также может генерировать соединения, которые так же эффективно останавливают ферментацию дрожжей.Чтобы попытаться повысить эффективность производства биотоплива второго поколения, Центр биопереработки в IFR объединил усилия с Национальной коллекцией дрожжевых культур (NCYC), национальным центром, поддерживаемым BBSRC, также в рамках IFR.
NCYC имеет в своей коллекции более 4000 различных штаммов дрожжей. Скрининг этой коллекции может помочь найти дрожжи, которые естественным образом лучше производят биотопливо, особенно если они способны лучше справляться с соединениями, снижающими эффективность ферментации обычных штаммов дрожжей. Одновременное осахаривание и ферментация (SSF) рассматривается как большой шаг вперед в биоочистке, поскольку он упрощает весь процесс и снижает затраты.Для скрининга тысяч дрожжей в различных условиях и на разных исходных материалах требуется высокопроизводительная система, позволяющая быстро и воспроизводимо обрабатывать большое количество образцов.
Но не было способов сделать это с твердыми «реальными» источниками биомассы, такими как тюки пшеничной соломы. Эксперименты с такими типами субстратов обычно проводятся в колбах, но исследователям нужно было разработать способ уменьшения объемов, с которыми они работали, в сотню раз, используя 96-луночные планшеты, которые являются основой высокопроизводительной обработки.Они разработали методику, которая позволила им точно и воспроизводимо измерять крошечные количества предварительно обработанной биомассы. Обширные испытания показали, что выход биоэтанола был таким же, как при использовании обычных колб большего размера.
«Эта работа представляет собой шаг вперед в нашей способности искать и использовать более широкий спектр промышленно значимых видов и генов дрожжей», — сказал д-р Ян Робертс, куратор NCYC.Новый метод также упростит скрининг дрожжей и других микроорганизмов, которые могут быть использованы для производства других биохимических или фармацевтических препаратов.
«Теперь мы можем использовать эту технологию для быстрого скрининга различных источников биомассы, различных микробных ферментирующих организмов и различных условий с целью оценки различных комбинаций», — сказал профессор Кейт Уолдрон, директор Центра биопереработки.