食品科學家用新的工程細菌幫助燃料乙醇
對于詹姆斯斯蒂爾來說,從微生物制造奶酪,葡萄酒和啤酒的小型發(fā)酵罐轉(zhuǎn)移到數(shù)百萬加侖的罐中,玉米轉(zhuǎn)化為乙醇是一個自然的進步。斯蒂爾,威斯康星大學麥迪遜分校Winder-Bascom食品科學教授,專門從事食品,飲料和生物燃料發(fā)酵。了解細菌和酵母如何將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品已成為他30多年的庫存。啤酒和葡萄酒的發(fā)酵可能受到乳酸菌污染的困擾,乳酸菌會產(chǎn)生乳酸而不是酒精。同樣的問題影響了乙醇工業(yè)。
斯蒂爾的新公司Lactic Solutions正在推進一種類似柔道的補救措施:利用基因工程將敵人變成朋友。他沒有用抗生素殺死乳酸菌,而是用于生產(chǎn)乙醇的基因,因此這些生物產(chǎn)生乙醇,而不是乳酸。“我們正在解決這個問題并試圖將其變成一個解決方案,”斯蒂爾說。該公司將向乙醇工業(yè)出售細菌袋,與目前生產(chǎn)乙醇的酵母一起加入發(fā)酵罐。
大約70%的乙醇植物使用抗生素對抗乳酸菌,包括紅霉素,維吉尼亞霉素和青霉素。但隨著細菌對一種又一種抗生素產(chǎn)生抗藥性,這些和其他拯救生命的藥物成為人們關注的焦點。
乙醇工業(yè)的問題出現(xiàn)了,因為三分之一的玉米在發(fā)酵后熄滅了。Steele說,這種材料被稱為“ 含有可溶物的干酒糟 ”,是美國最大的動物飼料來源之一。“蒸餾谷物可以攜帶在發(fā)酵設施中進化的抗生素或細菌,以抵抗抗生素。”
結果可能是人類食物供應中的危險藥物或危險的蟲子。
根據(jù)Steele的說法,“Tyson Foods,McDonald's,Panera,Perdue等表示他們將在今年或明年年底之前消除使用抗生素喂養(yǎng)動物的肉類,因此控制乳酸菌的主要方法是乙醇工業(yè)正在消失。“
作為微生物領域的生態(tài)學家,斯蒂爾認識到工程菌必須在發(fā)酵罐中繁殖并存活上升的乙醇水平。為了使它們具有競爭優(yōu)勢,將盡早引入大量工程菌。
重新配制的乳酸菌還接受了一種產(chǎn)生花園品種乳酸菌抑制劑的基因,該基因使用“他們已經(jīng)進化的相同系統(tǒng),在數(shù)百萬年內(nèi)相互競爭,”斯蒂爾說。“我們希望為我們的生物提供各種優(yōu)勢。”
作為邊緣益處,新細菌消耗酵母無法獲得的糖類型。“在一天結束時,相同數(shù)量的玉米產(chǎn)生更多的乙醇,”斯蒂爾說,“但如果我們還沒有開始嘗試解決抗生素問題,我們就不會發(fā)現(xiàn)這種情況。”
Steele的專利被分配到威斯康星州校友研究基金會,涵蓋了他改變?nèi)樗峋母拍睿詫垢偁幖毦突谖词褂玫奶侵圃煲掖肌?/p>
Lactic Solutions成立于10月。“我們知道每個潛在客戶的位置,”首席執(zhí)行官斯蒂爾說。“ 美國約有200家乙醇工廠。印第安納州,愛荷華州和伊利諾伊州共有59家工廠。”
作為威斯康星州在奶酪行業(yè)的領導地位,該州擁有兩個世界上最大的乳酸菌生產(chǎn)商。Lactic Solutions將外包制造和分銷,專注于為客戶提供服務和開發(fā)新的應變。
Steele贊揚了由WARF和UW-Madison共同發(fā)起的Discovery to Product(D2P)計劃的援助。“D2P一直是一項非凡的經(jīng)歷,讓我們能夠與客戶交流,幫助我們從他們的角度理解事物,制定我們的商業(yè)計劃,以及準備我們的'電梯演講'。沒有D2P我們就不會在這里。“
其他援助來自威斯康星商學院的商業(yè)和企業(yè)家診所。斯蒂爾最近開始了gBETA孵化器項目,“我們將在這里完善我們的故事,并學會組建一個團隊來管理公司。”
在乙醇行業(yè),斯蒂爾說,“了解到,抗生素是一個短期的解決方案,我們計劃為他們提供一個長期的解決方案,同時增加糖轉(zhuǎn)化為乙醇。啤酒花是方式更加昂貴,比抗生素效果較差。我們認為我們可以做得更好,更少。“
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