Một enzym hóa học kỳ lạ một ngày có thể phân hủy các vật liệu thực vật thành nhiên liệu sinh học. Chiến công này liên quan việc phối trộn các enzym từ 2 loại vi khuẩn ăn thực vật mà chúng ta chưa bao giờ gặp trong tự nhiên.
Một enzym hóa học kỳ lạ một ngày có thể phân hủy các vật liệu thực vật thành nhiên liệu sinh học. Chiến công này liên quan việc phối trộn các enzym từ 2 loại vi khuẩn ăn thực vật mà chúng ta chưa bao giờ gặp trong tự nhiên.
Nhiên liệu sinh học có thể làm cho xe hơi xanh hơn (Ảnh: Quirky China News/REX)
Các nhà sản xuất nhiên liệu sinh học dùng đường trong cây trồng như bắp để làm nhiên liệu thay thế thân thiện với khí hậu hơn xăng và than đá. Nhưng các nhiên liệu sinh học sử dụng loại vật liệu cây trồng rẻ phong phú như cỏ và lá cây thậm chí còn hấp dẫn hơn cây lương thực. Vấn đề là các bộ phận cây trồng này thường có hàm lượng cellulose, một hợp chất cấu trúc bền bỉ rất khó phân hủy.
Vi sinh vật trong các môi trường giàu oxy dùng các enzym trôi nổi tự do bên trong các tế bào của chúng để tiêu hóa vật liệu thực vật như thế. Vi khuẩn sống ở những nơi có ít hoặc không có oxy – trong dạ dày bò – thay vào đó lại sử dụng các giàn khung enzym được gọi là cellulosome. Các enzym tự do hoạt động nhanh trong khi cellulosome chậm nhưng hiệu quả cao.
Yonathan Arfi và Ed Bayer tại Viện Khoa học Weizmann Rehovot, Israel thiết kế một phản ứng hóa học kết hợp một enzym trôi nổi tự do rất hiệu quả với cellulose trên một cellulosome. Sản phẩm lai này chuyển đổi cellulose thành đường có ích một cách nhanh chóng và hiệu quả.
Cho đến nay, các quá trình tiến hóa hàng triệu năm trong vi khuẩn kỵ khí chưa bao giờ có cơ hội phối hợp với các quá trình tiến hóa riêng rẽ trong các vi khuẩn yếu khí. “Hai enzym không có trong tự nhiên lại có sự phối hợp chức năng này”, Brian Fox, nhà sinh hóa Wisconsin-Madison nói.
Bayer cho biết tiến bộ này chưa đủ để tạo các loại nhiên liệu sinh học tốt hơn nhưng nó sẽ tăng cường hiểu biết về các tác nhân liên quan.
Vincent Eijsink tại Đại học khoa học sự sống của Na Uy cho biết nghiên cứu như thế này có thể giúp biến thế hệ nhiên liệu sinh học hiệu quả mới không lệ thuộc vào cây lương thực thành hiện thực.
Dùng các công nghệ hiện có, các nhà máy nhiên liệu sinh học cellulose quy mô thương mại đầu tiên đã bắt đầu vận hành. Một nhà máy Novozymes ở Crescentino, Italy đã sản xuất 50 triệu ethanol mỗi năm từ rơm.
Du Pont hiện đang xây dựng một nhà máy 113 triệu lít sử dụng lá cây và cây ngố ở Nevada, Iowa và công ty Tây Ban Nha Abengoa sắp sửa vận hành một nhà máy quy mô tương tự ở Hugoton, Kansas.
Nguồn: New Scientist