Huân chương Ðộc lập
- Hạng 1 - Hạng 2 - Hạng 3
Huân chương Lao động
- Hạng 1 - Hạng 2 - Hạng 3
Giải thưởng Nhà nước
- Nghiên cứu dinh dưởng và thức ăn gia súc (2005)
- Nghiên cứu chọn tạo và phát triển giống lúa mới cho xuất khẩu và tiêu dùng nội địa (2005)
Giải thưởng VIFOTEC
- Giống ngô lai đơn V2002 (2003)
- Kỹ thuật ghép cà chua chống bệnh héo rũ vi khuẩn (2005)
- Giống Sắn KM 140 (2010)
![]() |
|
![]() |
|
Nấm men biến đổi gen ngăn chặn sự nhiễm khuẩn trong sản xuất ethanol
Thứ năm, 03-10-2024 | 08:31:02
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Luôn tìm kiếm các phương pháp cải thiện quá trình lên men đường từ bắp để sản xuất ethanol, các nhà nghiên cứu ở Trung tâm Dịch vụ Nghiên cứu Nông nghiệp (ARS) đã sử dụng nấm men bánh mì biến đổi gen để ngăn chặn sự tạp nhiễm vi khuẩn trong quá trình sản xuất ethanol. Các nhà khoa học đã chỉnh sửa bộ gen của nấm men bằng cách mã hóa để tạo ra một enzyme trên bề mặt của nó nhằm tiêu diệt hoặc ức chế sự phát triển của vi khuẩn - các vi khuẩn này tạo acid acetic và acid lactic là nguyên nhân làm cho quá trình lên men trong sản xuất ethanol không đạt hiệu suất tối đa.
“Những vi khuẩn này có mặt khắp nơi trong môi trường, đặc biệt là trên bề mặt thực vật, chúng chịu trách nhiệm cho việc lên men rau, tạo ra các sản phẩm như dưa cải và dưa chua”, Shao-Yeh-Lu, một nhà vi sinh vật học ở ARS giải thích. “Thật không may, acid lactic và acid acetic do các vi khuẩn này tạo ra trong điều kiện lên men bioethanol là nguyên nhân gây căng thẳng và ức chế sự sinh trưởng của nấm men bánh mì (Saccharomyces cerevisiae), loại nấm men chịu trách nhiệm trong việc sản xuất ethanol”.
Ethanol được coi là giải pháp thay thế cho các nhiên liệu hóa thạch như xăng bởi lượng khí thải nhà kính của nó thấp hơn 40%, theo các ước tính. Không giống như các nguyên liệu hóa thạch, ethanol có thể lấy từ các nguồn tài nguyên tái tạo, cụ thể là các loại đường có nguồn gốc thực vật (chẳng hạn như bắp) và cellulose (như là cỏ miscanthus).
Theo các ước tính, có khoảng từ 187 đến 198 nhà máy lọc sinh học trên khắp Hoa Kỳ với tổng công suất khoảng 17 tỷ gallon/năm. Tuy nhiên, để đáp ứng nhu cầu về nguồn nhiên liệu tái tạo như ethanol thì các hệ thống sản xuất phải đạt hiệu quả cao nhất có thể.
Nhà nghiên cứu Maulik Patel chuẩn bị cho thí nghiệm lên men hỗn hợp bột bắp sử dụng nấm men. Nguồn: Moses Martinez, ARS.
Vi khuẩn nhiễm vào trong các hệ thống lên men chủ yếu sử dụng đường glucose trong hỗn hợp bột bắp - cũng là loại đường mà nấm men sẽ chuyển hóa thành ethanol. Tuy nhiên, các vi khuẩn tạp nhiễm này có thể làm giảm sự chuyển hóa glucose thành ethanol của nấm men, ước tính khoảng 16-42%. Ở các nhà máy lọc sinh học, việc này đòi hỏi phải đóng cửa nhà máy để vệ sinh và sử dụng thuốc kháng sinh để diệt vi khuẩn, với một nhà máy có công suất 100 triệu gallon/năm thì việc này sẽ làm mất 4,5 triệu USD/năm.
“Các phương pháp hiện tại để loại bỏ vi khuẩn tạp nhiễm trong sản xuất bioethanol phụ thuộc nhiều vào việc sử dụng chất kháng sinh. Tuy nhiên, phương pháp này không bền vững vì sử dụng chất kháng sinh trong thời gian kéo dài sẽ tạo ra các chủng vi khuẩn kháng kháng sinh”, Lu nói.
Vì thế, Lu và các cộng sự quyết định tạo một sân chơi công bằng.
Họ đã chỉnh sửa một gen trong bộ gen của nấm men bánh mì để tạo endolysin, một enzyme đặc biệt có thể tiêu diệt vi khuẩn khi tiếp xúc.
Trong các thử nghiệm quy mô phòng thí nghiệm, việc sử dụng các nấm men biến đổi gen để tạo endolysin đã làm giảm tới 85% sự tạp nhiễm vi khuẩn so với đối chứng là các chủng nấm men không biến đổi gen. Trung bình, việc này đã làm giảm lượng acid lactic và acid acetic trong hỗn hợp bột bắp lần lượt 40% và 71%. Sản xuất ethanol tăng 40%.
Theo Lu, việc làm biến đổi gen ở nấm men để tạo enzyme endolysin có khả năng tiết kiệm chi phí hơn so với việc thêm một lượng lớn enzyme vào hỗn hợp bột bắp bị tạp nhiễm.
Cần thêm những nghiên cứu để xác định tiềm năng cũng như những thử nghiệm quy mô lớn, nấm men sinh tổng hợp được endolysin là một giải pháp thay thế cho thuốc kháng sinh hay các chất tẩy rửa hóa học đắt tiền khác.
Nguyễn Thị Kim Thoa theo ARS. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
![]() ![]() ![]() |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
|