กระบวนการนี้สามารถดึงแหล่งเชื้อเพลิงหมุนเวียนที่ไม่ได้ใช้แล้วได้เมื่อชาวไร่ข้าวโพดเก็บเกี่ยวพืชผล พวกเขามักจะทิ้งก้าน ใบ และใช้ซังข้าวโพดเน่าเปื่อยในทุ่งนา ตอนนี้ วิศวกรได้สร้างยีสต์สายพันธุ์ใหม่ที่สามารถแปลงขยะที่กินไม่ได้นี้ให้เป็นเอธานอล ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพ หากกระบวนการนี้สามารถขยายขนาดได้ แหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ไม่ได้ใช้ส่วนใหญ่นี้สามารถช่วยลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลได้
ความพยายามครั้งก่อนในการแปลงวัสดุเส้นใยนี้
เรียกว่าหัวข้าวโพดเป็นเชื้อเพลิง ประสบความสำเร็จอย่างจำกัด ก่อนที่ยีสต์จะสามารถทำงานได้ เตาข้าวโพดต้องถูกย่อยสลายเสียก่อน แต่กระบวนการนี้มักจะสร้างผลพลอยได้ที่ฆ่ายีสต์ แต่ด้วยการปรับแต่งยีนในยีสต์ขนมปังทั่วไป นักวิจัยได้ออกแบบสายพันธุ์ที่สามารถขจัดผลพลอยได้ร้ายแรงเหล่านั้น และทำหน้าที่เปลี่ยนน้ำตาลให้เป็นเอทานอล
ยีสต์ชนิดใหม่สามารถผลิตเอทานอลได้มากกว่า 100 กรัมต่อลิตรของหม้อต้มข้าวโพดที่ผ่านการบำบัดแล้ว ซึ่งมีประสิทธิภาพเทียบเท่ากับกระบวนการมาตรฐานที่ใช้เมล็ดข้าวโพดในการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ นักวิจัยรายงานในวันที่ 25 มิถุนายนในScience Advances
Venkatesh Balan วิศวกรเคมีจากมหาวิทยาลัยฮูสตันซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการวิจัยกล่าวว่า “พวกเขาได้ผลิตยีสต์ที่มีความยืดหยุ่นมากขึ้น สายพันธุ์ใหม่นี้อาจเป็นประโยชน์ต่อผู้ผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพที่พยายามควบคุมวัสดุอย่างหัวเตาข้าวโพด เขากล่าว
ในสหรัฐอเมริกา เอทานอลส่วนใหญ่ทำมาจากข้าวโพด ซึ่งเป็นพืชผลที่ใหญ่ที่สุดของประเทศ และนำไปผสมกับน้ำมันส่วนใหญ่ที่จำหน่ายในปั๊มน้ำมัน เอทานอลจากข้าวโพดเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียน แต่ก็มีข้อจำกัด การเปลี่ยนเส้นทางข้าวโพดไปผลิตเอทานอลอาจทำให้แหล่งอาหารลดลง และการขยายพื้นที่เพาะปลูกเพียงเพื่อปลูกข้าวโพดเพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพจะช่วยขจัดแหล่งที่อยู่อาศัยตามธรรมชาติ ( SN: 12/21/20 ) การเปลี่ยนหัวเตาข้าวโพดที่กินไม่ได้ให้เป็นเอธานอลสามารถเพิ่มปริมาณเชื้อเพลิงชีวภาพโดยไม่ต้องปลูกพืชเพิ่ม
“ข้าวโพดไม่สามารถแทนที่ปิโตรเลียมเป็นวัตถุดิบสำหรับเชื้อเพลิงได้จริงๆ” เฟลิกซ์ แลม วิศวกรด้านเมตาบอลิซึมแห่ง MIT กล่าว “แต่เรามีทางเลือกอื่น”
Lam และเพื่อนร่วมงานเริ่มต้นด้วยSaccharomyces cerevisiaeหรือยีสต์ขนมปังทั่วไป ผู้ผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพใช้ยีสต์อยู่แล้ว เช่นเดียวกับ ผู้ผลิตขนมปังและผู้ผลิตซาวโดว์ : มันสามารถแปลงน้ำตาลในเมล็ดข้าวโพดให้เป็นเอทานอล ( SN: 9/19/17 )
แต่แตกต่างจากเมล็ดข้าวโพดที่มีน้ำตาลเข้าถึงได้ง่าย
เตาข้าวโพดมีน้ำตาลที่จับกับลิกโนเซลลูโลส ซึ่งเป็นสารประกอบจากพืชที่ยีสต์ไม่สามารถย่อยสลายได้ การใช้กรดที่รุนแรงสามารถปลดปล่อยน้ำตาลเหล่านี้ได้ แต่กระบวนการนี้จะทำให้เกิดผลพลอยได้ที่เรียกว่าอัลดีไฮด์ซึ่งสามารถฆ่ายีสต์ได้
แต่ทีมของ Lam มีแนวคิดในการเปลี่ยนอัลดีไฮด์ให้เป็นสิ่งที่ทนต่อยีสต์ได้ นักวิจัยทราบอยู่แล้วว่าการปรับคุณสมบัติทางเคมีของสภาพแวดล้อมที่กำลังเติบโตของยีสต์ พวกเขาสามารถปรับปรุงความทนทานต่อแอลกอฮอล์ได้ ซึ่งเป็นอันตรายต่อความเข้มข้นสูงเช่นกัน ด้วยเหตุนี้ Lam และเพื่อนร่วมงานจึงได้ค้นพบยีนยีสต์ที่เรียกว่าGRE2ซึ่งช่วยเปลี่ยนอัลดีไฮด์ให้เป็นแอลกอฮอล์ ทีมงานสุ่มสร้างยีสต์ประมาณ 20,000 สายพันธุ์ โดยแต่ละสายพันธุ์มีGRE2 เวอร์ชันดัดแปลงพันธุกรรมที่แตกต่าง กัน จากนั้นนักวิจัยได้วางกลุ่มของตัวแปรไว้ในขวดที่มีอัลดีไฮด์ที่เป็นพิษเพื่อดูว่ายีสต์ชนิดใดจะอยู่รอดได้
หลายสายพันธุ์รอดชีวิตจากถุงมือ แต่มีหนึ่งสายพันธุ์ที่ครอบงำ ด้วยGRE2 รุ่นที่ผ่านการทดสอบการต่อสู้นี้ นักวิจัยพบว่ายีสต์ของขนมปังที่ดัดแปลงสามารถผลิตเอธานอลจากเตาข้าวโพดที่ผ่านการบำบัดเกือบได้อย่างมีประสิทธิภาพเทียบเท่ากับจากเมล็ดข้าวโพด ยิ่งไปกว่านั้น ยีสต์สามารถสร้างเอทานอลจากวัสดุที่เป็นไม้อื่นๆ ได้ รวมทั้งฟางข้าวสาลีและหญ้าสวิตช์ ( SN: 1/14/14 ) “เรามีสายพันธุ์เดียวที่สามารถทำสิ่งนี้ได้ทั้งหมด” Lam กล่าว
สายพันธุ์นี้แก้ไขความท้าทายที่สำคัญในการหมักเอทานอลจากวัสดุที่มีเส้นใย เช่น หัวเตาข้าวโพด Balan กล่าว แต่ “ยังมีการปรับปรุงอีกมากมายที่จะต้องเกิดขึ้นเพื่อให้เทคโนโลยีนี้ใช้งานได้จริงในเชิงพาณิชย์” เขากล่าวเสริม เช่น ความท้าทายด้านลอจิสติกส์ในการเก็บเกี่ยว การขนส่ง และการจัดเก็บข้าวโพดหุงต้มในปริมาณมาก
“มีหลายส่วนที่เคลื่อนไหวได้สำหรับปัญหานี้” แลมรับทราบ แต่เขาคิดว่าการค้นพบของทีมของเขาอาจช่วยเริ่มต้น “ท่อส่งพลังงานหมุนเวียน” ที่ควบคุมแหล่งเชื้อเพลิงที่ยั่งยืนและไม่ค่อยได้ใช้ เขากล่าวว่าวิสัยทัศน์คือการท้าทายรัชสมัยของเชื้อเพลิงฟอสซิล
น่าเสียดายที่ข้อมูลถูกปิดเสียงเนื่องจากเหตุผลที่การคัดเลือกโดยธรรมชาติชอบสีผิวที่อ่อนกว่า “เราสามารถบอกคุณได้ว่าการเลือกดำเนินการกับตัวแปรใดรุ่นหนึ่ง แต่เราไม่สามารถพูดได้ว่าทำไม” Thomas กล่าว
ชาวยุโรปยุคแรกๆ เช่น La Braña และนักล่ารวบรวม Loschbour อาจจะมีเงินมีผิวคล้ำเสียในยุโรปที่แดดจัดเพราะพวกเขากินเนื้อสัตว์และปลาที่สามารถให้วิตามินดีได้ Carles Lalueza-Fox คาดการณ์ เป็นไปได้ว่าการทำฟาร์มเปลี่ยนอาหารการกินมากพอด้วยการเปลี่ยนไปใช้ธัญพืชเพื่อให้การสังเคราะห์วิตามินดีในผิวหนังมีความสำคัญเป็นอันดับแรก เขากล่าว
