Бактерије које се хране угљен-диоксидом

Тим европских научника ради на томе да метаболизам бактерија које се хране угљен-диоксидом модификује тако да од њега синтетизују једињења која имају индустријску примену. То би отворило нове могућности борбе против штетних гасова. Ипак, техника је још у повоју и далеко од индустријске примене.

У поступку који је за сада јединствен у свету, то већ чини америчка фирма LancaTek. Фирма користи ацетогене бактерије, које гасове који настају приликом производње челика претварају у биогориво етанол.

"Уместо да емитовани CO2 испуштамо кроз димњак, прикупљамо га и ферментишемо у нашем биореактору - исто као и приликом производње пива. Од тога онда правимо етанол", каже директор предузећа, Џенифер Холмгрен.

За сада се етанол, који се користи као гориво и на бензинским пумпама продаје под ознаком Е10, производи од пољопривредне биомасе. То са собом носи проблеме - биљне културе од којих се производи етанол, попут кукуруза или уљане репице, по правилу се узгајају на огромним пољопривредним површинама као монокултуре.

У Немачкој је 2018. године готово 21% пољопривредног земљишта, укупно око 2,45 милиона хектара, коришћено за прозводњу биомасе, и то је површина за коју је држава била ускраћена у производњи хране.

Међутим, микробиолошки поступци попут ферментације гаса отварају нове путеве који би узгој биомасе могли да учине сувишним и омогуће производњу етанола од индустријских гасова, пише Еуроактив.

Кључ за такав поступак су ацетогене бактерије, односно микроби који стварају киселине. Научници су успели да репрограмирају њихов метаболизам тако да се, уместо угљеним хидратима, хране водоником и угљен-диоксидом. То је, ипак, прилично "мршав" оброк за те бакерије. Професор Фолкер Милер са Гете Универзитета у Франкфурту објасио је да је бактерије на неки начин потребно "тренирати" како би од угљеника произвеле друга хемијска једињења.

Са колегама са Универзитета из Нотингема, Улма и Тулуза професор Милер проучава бактерије које једу CО2. "Радимо на томе да оптимизирамо тај процес, тако што бактерије генетчки модификујемо", појаснио је Милер.

Циљ је да се помоћу бактерија произведу једињења која су у индустрији веома тражена. Једно од таквих једињења је и 3-Хидроксипропионска киселина, која у неколико корака може да се произведе од водоника и CО2, а по избору и од угљен-моноксида. Она, између осталог, служи за производњу акрилне киселине и сличних једињења. У свету се годишње произведе више од милион тона акрилне киселине, која се користи у бројним индустријским гранама.

Помоћу бактерија се може произвести и биоразградива пластика, која се тренутно још прави од обновљивих сировина као што је кукурузни скроб. Бактерије би истовремено могле да помогну у разградњи штетних гасова и да донекле ублаже проблем великих површина потребних за производњу биомасе.

Професор Милер ипак признаје да су ти процеси у овом тренутку могући само у лабораторијским условима и у скромним размерама.

Уз оцену да је потребно је да се метаболизам бактерија додатно оптимизира како би и њихов учинак постао већи, Милер наглашава да су научници ипак доказали да је то могуће. Он сада ради на томе да унапреди енергетски биланс бактерија како би произвеле веће количине 3-Хидроксипропионске киселине.

Истовремено, у одвојеном истраживању, проучава и како би та веома тражена киселина, такође помоћу бактерија, могла да се произведе из метанола.

Могућност да се метаболизам бактерија преусмери на CО2 крије велике потенцијале. Ипак, без обзира на исход истраживања, бактерије не могу да буду замена за озбиљну редукцију емисије штетних гасова у свету.