新たな研究によると、キノコ栽培の残渣に含まれるバクテリアは、より環境に優しく安価なバイオ燃料の生産に貢献できる可能性があります。
エンジニアチームは最近、自然界に存在するバクテリアThermoanaerobacterium thermosaccharolyticum TG57が、植物由来の素材であるセルロースを直接ブタノールに変換できることを発見しました。
「非食用原料を用いたバイオ燃料の生産は、持続可能性を高め、コストを大幅に削減できます。」
シンガポール国立大学工学部の土木・環境工学科の准教授である何建忠（He Jianzhong）氏と同僚たちは、2015年に新規のTG57株を初めて発見しました。その後、この株を培養し、その特性を調べました。
「非食用原料を用いたバイオ燃料の生産は、持続可能性を高め、コストを大幅に削減できます。本研究では、新規のTG57株を用いてセルロースを直接ブタノールに変換する新たな手法を実証しました。これは代謝工学における大きなブレークスルーであり、持続可能で費用対効果の高い再生可能なバイオ燃料および化学品の生産に向けた基礎的な節目となるものです」と何氏は説明します。
従来のバイオ燃料は食用作物から生産されています。この方法はコストがかかるうえ、土地、水、エネルギー、その他の環境資源の利用において食料生産と競合します。
多くの科学者は、植物バイオマスや農業、園芸、有機廃棄物などの未処理のセルロース系素材から製造されたバイオ燃料は、化石燃料の燃焼によって生じる温室効果ガスの排出を増やすことなく、増大するエネルギー需要に応えられると考えています。これらのセルロース系素材は非常に豊富に存在し、環境に優しく、経済的にも持続可能です。
さまざまな種類のバイオ燃料の中でも、ブタノールは高いエネルギー密度と優れた特性を持つため、ガソリンの代替として大きな可能性を秘めています。改造を加えることなく、自動車エンジンのガソリンをそのまま置き換えることができます。しかしながら、セルロース系バイオマスをバイオ燃料に変換できる有効な微生物が不足しているため、ブタノールの商業生産は妨げられてきました。現行の技術はコストがかかり、複雑な化学的前処理を必要とします。
新たな技術は、費用対効果が高く持続可能なバイオ燃料生産にとって、状況を一変させる技術となる可能性があります。
使用済みのキノコ培地（通常、小麦わらとおがくずで構成されています）は、キノコ栽培によって生じる残留培地廃棄物です。独自のTG57株を得るため、研究者らは、この廃棄物中の微生物を2年以上にわたり自然に進化させました。
この発酵プロセスは単純で、複雑な前処理や微生物の遺伝子改変を必要としません。研究者がセルロースを加えると、このバクテリアはそれを単純に分解し、主要生成物としてブタノールを生成します。
今後、研究チームはTG57株の性能の最適化を継続し、分子遺伝学的ツールを用いて、ブタノールの比率と収率を高めるようさらに改良を進める予定です。
