洛桑联邦理工学院 真菌生物膜在厌氧生物反应器中的透氧螺旋盘管膜上生长
生物膜在发酵结束时从反应器中去除
信用:M
斯图德(BFH) 随着对可再生能源的争夺如火如荼，工厂为替代原油提供了最有希望的候选之一
尤其是木质纤维素——来自不可食用植物的生物质，如草、叶和木材，它们不与粮食作物竞争——丰富且可再生，为各种化学物质提供了一个很好的石油替代来源
为了从中提取有用的化学物质，首先要对木质纤维素进行预处理，使其“分解”，更容易进一步加工
然后它暴露在溶解纤维素的酶中，纤维素是一系列相连的糖(葡萄糖)
这一步骤可以通过向预处理过的木质纤维素中加入一种微生物来完成，这种微生物能够自然地产生必需的纤维素裂解酶
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真菌
这些酶“裂解”纤维素，并将其转化为单独的糖，这些糖可以进一步加工，产生一种关键的化学物质:乳酸
第二步也是通过微生物来完成的，一种“吃”糖并在周围没有氧气时产生乳酸的细菌
在这个微生物装配线的最后一步，乳酸可以被加工成许多有用的化学物质
来自伯恩应用科学大学(BFH)、剑桥大学和EPFL的一组科学家已经使这种装配链在单一设置中成为可能，并证明了这种转换可以变得更加通用和模块化
通过在最后的乳酸加工步骤中容易地交换出微生物，它们可以产生一系列有用的化学物质
这项突破性的研究发表在《科学》杂志上，由EPFL博士罗伯特·沙哈布进行
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杰里米·卢特巴赫教授实验室的学生，同时在领导这项研究的BFH大学迈克尔·斯图德教授的实验室工作
使用乳酸盐平台从山毛榉木中生产不同化学物质的说明
学分:RL Shahab/理科 研究人员提出了他们所称的“乳酸平台”，它本质上是一个空间隔离的生物反应器，允许多种不同的微生物共存，每种微生物执行木质纤维素加工的三个步骤之一
该平台由一层管状膜组成，可以让一定量的氧气通过
在试管的表面可以生长出一种真菌，这种真菌消耗所有通过细胞膜的氧气，并提供将纤维素分解成糖的酶
在离膜更远的地方，因此在无氧的环境中，细菌生长，将“吃”糖并将其转化为乳酸
但是沙哈布的创新是在最后一步
通过使用不同的乳酸发酵微生物，他能够生产不同的有用的化学物质
丁酸就是一个例子，它可以用于生物塑料，而卢特巴赫的实验室最近表明，它甚至可以变成喷气燃料
这项工作展示了混合微生物培养在木质纤维素生物质加工中的优势:模块化和将复杂底物转化为有价值的平台化学品的能力
“乳酸盐平台取得的结果很好地展示了人工微生物联合体的优势，可以从木质纤维素中形成新产品，”迈克尔·斯图德说
“在同质生物反应器中创造生态位是共同培养不同微生物的宝贵工具
" 罗伯特·沙哈布说:“将木质纤维素发酵成许多不同的产品是大量的工作，但是展示乳酸盐平台的多功能性是很重要的。”
“看到乳酸盐的形成和转化为目标产品是一次很好的体验，因为它表明乳酸盐平台的概念在实践中发挥了作用
" 杰里米·鲁特尔巴赫补充道，“最终目标是重建一个绿色制造部门，以取代一个从原油中生产许多产品的部门
引入灵活性和模块化的方法是朝着这个方向迈出的重要一步
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