白蟻為生物能源指明新路

2020-09-22 09:00:48

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一個由美國科學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十億美圓的損失而令人極其厭惡，但是基因研究人員認為中美洲的一種白蟻后腸“藏有潛在的金礦”。這些微生物產生慢慢分解木質纖維的酶。

目前的生物燃料是由玉米，糖類和其他農作物制成的。這些作物的淀粉由酶發酵蒸餾轉化成乙醇。然而問題之一是，這種產品能將糧食轉化成燃料，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，這些種群在將木質聚合體轉化成糖的過程中起不同的的作用。這種糖能發酵制成生物燃料。該研究小組已將一些該微生物的基因進行線形排列分析，希望在工業范圍內重新生成白蟻的微型生物反應場所。

據環球能源網了解，科學家們進入了哥斯達黎加的雨林，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只白蟻的第三節腹部內臟，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在這些腸中，這些基因碼指向兩種叫做“菲錦羅菌”的主要細菌系。這種細菌降解纖維素和密螺旋體，轉化成可發酵的糖。

白蟻腸是非常有效的。理論上，它能將一張A4紙轉化成2升（1.8品脫）的氫氣。雖然前面的道路還很漫長，但重要的一步已經邁出。按比例增加這一過程，生物質能工廠就能更有效經濟地生產出生物燃料。科學家指出，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到這一目的，而這一研究是十分重要的一步。

環球能源網獲悉，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轉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消化極大量的木材，可替代很苛刻的化學品或過多的熱量，白蟻利用其體內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進行的工業規模DNA測試，證實了白蟻作為這一工具的功能。現在的任務是了解它如何消化植物材料，以發現這類新陳代謝的路徑。然后合成所發現的新型的酶，從而加速開發新一代纖維素生物燃料。尋找出將木材聚合物轉化為糖類的路徑，然后再發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纖維素乙醇和其他生物燃料的基礎研究。