新发现提高生物乙醇生产效率和利润

一种监测生物乙醇生产中污染的新技术可以增加超过16亿美元的收入，并减少200万吨二氧化碳排放

诺和诺德基金会生物可持续性中心（DTU Biosustain）的研究人员首次以菌株水平的分辨率调查了甘蔗生物乙醇生产过程中的污染物种群。他们的研究揭示了菌株动力学如何直接参与工艺性能，强调了改进微生物控制技术以提高工业效率的必要性。研究结果发表在《自然通讯》上

生物乙醇是一种主要的可再生能源，来源于酵母（主要是酿酒酵母）对糖的发酵。然而，原料中存在的污染细菌会显著影响发酵效率。到目前为止，这些污染物微生物的特征鉴定方法并没有完全捕捉到它们的多样性或影响

“我们的研究对巴西两大生物精炼厂工业生物乙醇过程的所有阶段的微生物种群进行了全面分析。通过结合鸟枪宏基因组学和基于培养的方法，我们确定了影响群落动态和生物转化效率的生态因素，”DTU Biosustain的Postdoc Felipe Lino说。“这项研究表明，受温度影响的特定菌株会阻碍或提高乙醇产量。只有通过我们使用的先进技术才能实现这一改进。”

DTU Biosustain的Morten Sommer教授解释道，“我们已经绘制了菌株水平分辨率的微生物种群图，以揭示非酵母微生物对发酵性能的真正影响。我们确定了发酵乳杆菌中对发酵过程造成最大损害的特定菌株，而其他菌株是中性的，甚至应该作为有害菌株的缓冲液。

”温度升高与特定发酵乳杆菌菌株的生长有关，这些菌株会对酵母活力和发酵效率产生负面影响。这突出了未来采用更高分辨率方法监测微生物群落的重要性。“

这项研究的结果可能会导致开发新的微生物或过程控制方案，这些解决方案可以控制不需要的微生物，并显著提高生物乙醇生产的性能。这可以转化为更具成本效益的生物燃料，提高效率，大幅减少二氧化碳排放，支持全球减少温室气体排放的努力。

研究结果与生物燃料和工业生物技术公司以及专注于以菌株级分辨率分析微生物组的生物信息学工具的研究小组特别相关。本研究中开发的新基因目录和功能分析为发现强大工业菌株的新酶和代谢特征提供了宝贵的资源。此外，这些见解可以应用于其他宏基因组学研究，如肠道微生物组动力学、土壤和作物相关微生物组