密歇根大学的一项新研究表明，异丁醇是一种与汽油特性非常匹配的高性能生物燃料，可以通过常见真菌和常见细菌的共同作用，从植物废料中生产。当真菌里氏木霉和细菌大肠杆菌配对在一起时，可以从玉米秸秆和植物叶片等材料有效地产生生物燃料异丁醇。

尽管有用的生物燃料的生产令人印象深刻，但研究人员认为，用于生产生物燃料的原理可以用于生产其他有用的化学物质，例如塑料。

化学工程助理教授兼研究负责人林晓霞说：“我们希望以这种高效方式生产的生物燃料能够最终替代当前的石油基燃料。”

异丁醇确实可以作为汽油的一种相对有效的替代品-异丁醇在燃烧时释放的热量大约只有汽油燃烧时的82％，而乙醇只有67％。而且，也许更重要的是，异丁醇不具有与乙醇相同的显着缺点-特别是，它不具有乙醇的不幸吸水趋势，因此不会像纯正丁醇那样破坏常规发动机和管道。乙醇呢。因此，尽管仅当今天使用的所有基础设施都被完全替代时，纯乙醇才是可行的汽油替代品，但异丁醇冷法只是照原样替代汽油-不需要任何新的基础设施。

“小瓶中的生物燃料异丁醇是由一个以玉米秸秆，叶片或柳枝switch为食的微生物群落产生的，如后面的烧瓶所示。”徐

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同样重要的是，该系统使用不可食用的植物原料生产异丁醇，因此燃料生产不会增加食品成本。林的小组使用了玉米秸秆和玉米叶，但他们的生态系统也应该能够处理其他农业副产品和林业废弃物。尽管先前的许多研究都集中于尝试创建一个“超级细菌”，以解决将植物废料加工成生物燃料的整个工作，但林和她的同事们认为，微生物专家团队可以做得更好。

里氏木霉属真菌已经非常擅长将坚硬的植物材料分解为糖。同时，对于研究人员而言，大肠杆菌相对容易进行基因改造。加利福尼亚大学洛杉矶分校的詹姆斯·廖（James Liao）的实验室提供了经过改造的大肠杆菌，可将糖转化为异丁醇。林氏研究小组将这两种微生物都放入了生物反应器中，并为玉米秸秆和叶片服务。密歇根州立大学的同事已经对粗饲料进行了预处理，以使其更易于消化。

真菌将粗饲料转化为糖，这些糖为两种微生物提供了剩余的足够的糖以产生异丁醇。该团队设法在生态系统中每升液体获得1.88克异丁醇，这是迄今为止将硬植物材料转化为生物燃料的最高浓度。他们还将玉米秸秆和叶片中锁定的大部分能量转换为异丁醇-理论最大值的62％。真菌和细菌与稳定种群的和谐共存是该实验的关键成功。

新论文的第一作者杰里米·敏蒂（Jeremy Minty）说：“很多时候，一个物种将主导整个文化，另一个物种将消亡。”“当您尝试创建这些系统时，这是一个常见的问题。”

但是显然，这种系统具有一些明显的优势。“您可以将所有东西放到一个锅里，”林说。“资本投资将大大降低，运营成本也将大大降低，因此希望这将使整个过程变得更有可能在经济上可行。”

研究人员现在正在努力提高能量转化率，并提高里氏木霉和大肠杆菌对异丁醇的耐受性。

“我们对这项技术感到非常兴奋，” Minty解释说。“美国有潜力每年可持续生产10亿吨或更多的生物质，足以生产可替代我们目前石油产量30％或更多的生物燃料。”

这项新研究刚刚发表在《美国国家科学院院刊》上。