Atılan Karton Kutuları Biyodizele Çevirmek İçin Geliştirilen Mikroorganizma

Genetik makas kullanılarak biyodizel öncül üretiminin verimini iki katına çıkaran ve evrim ilkelerine dayanan bir mikroorganizmanın geliştirilmesi; ince toz salınımını azaltması ve sera gazı emisyonlarını azaltması bekleniyor.

Fosil yakıt bazlı araçların, özellikle de dizel motorlu araçların yaydığı otomobil egzozunun, önemli bir ince toz ve sera gazı kaynağı olduğu bilinmektedir. Dizel yerine biyodizel kullanmak, ince toz emisyonunu azaltırken sera gazlarının neden olduğu iklim değişikliği ile başa çıkmanın etkili bir yoludur.

Bununla birlikte, hurma veya soya yağı gibi bitkisel yağı veya atık pişirme yağını kimyasal olarak işleyerek biyodizel üretmenin mevcut yöntemi, hammaddelerin güvenilir olmayan bulunabilirliği nedeniyle sınırlıdır.

Bu nedenle, gıda ürünlerinden elde edilen ham maddeleri tüketmek yerine, çiftçilik veya ağaç kesiminin bir yan ürünü olarak üretilen lignoselülozik biyokütleyi dönüştürerek biyoyakıt geliştirmek için aktif bir çaba vardır. Lignoselülozik biyokütle, mikrobiyal metabolizma yoluyla çevre dostu motor yakıtına dönüştürülebilen ekonomik ve sürdürülebilir bir hammaddedir.

Kore Bilim ve Teknoloji Enstitüsü ( KIST ) Temiz Enerji Araştırma Merkezindeki Dr. Sun-Mi Lee ve ekibi, atık kağıt ve karton kutular, atılmış tarımsal yan ürünler gibi lignoselülozik biyokütleden biyodizel öncüleri üretebilen yeni bir mikroorganizma geliştirdiklerini açıkladılar. Bu mikroorganizma, ürün verimini öncekilerden elde edilebilenin iki katı elde etmiştir.

Bu yeni mikroorganizma, beslendiği lignoselülozik biyokütlenin içerdiği şekerleri metabolize etme işlemi sırasında biyodizel öncüleri üretebilir. Linyoselülozik biyokütlenin içerdiği şeker genellikle %65-70 glikoz ve %30-35 ksilozdan oluşur.

Doğada bulunan mikroorganizmalar, glukozu metabolize ederek dizel öncüleri üretmede etkili olurken, ksiloz ile beslenmezler, dolayısıyla hammaddelerin verimini sınırlarlar.

Bu sorunu çözmek için KIST araştırma ekibi, glikozun yanı sıra ksilozu etkili bir şekilde metabolize ederek dizel öncüleri üretebilen yeni bir mikroorganizma geliştirdi.

Özellikle, mikroorganizmanın metabolik yolu, dizel prekürsörleri üretmek için gerekli olan koenzimlerin tedarikiyle etkileşimi önlemek için genetik makas kullanılarak yeniden tasarlandı.

Ksilozu metabolize etme yeteneği, bir laboratuvarda evrim sürecini etkin bir şekilde kontrol ederek, örneğin yalnızca mükemmel performans gösteren mikroorganizmaları seçip yetiştirerek geliştirildi.

Bu, lignoselülozik biyokütleden ksiloz dahil tüm şeker bileşenlerini kullanarak dizel öncüleri üretme olasılığını doğruladı ve ürün verimi, çözülmemiş koenzim sorunları olan metabolik yolları kullanan önceki çalışmalarda elde edilene kıyasla neredeyse iki katına çıktı.

Dr. Sun-Mi, “Biyodizel, mevcut dizel yakıtlı araçların çalışmasını kısıtlamadan sera gazı ve ince toz emisyonlarını azaltabilen etkili bir alternatif yakıttır ve biyodizel üretiminin ekonomik verimliliğini artırabilecek bir çekirdek teknoloji geliştirdik” dedi. KIST’ten Lee.

“Böyle bir zamanda, sık tayfunlar ve şiddetli hava olayları nedeniyle kemiklerimizde iklim değişikliği hissettiğimiz bir zamanda, iklim değişikliğiyle en hızlı ve etkili bir şekilde baş etmemize yardımcı olan genişletilmiş biyoyakıt arzı, ilgili endüstrilerin genişlemesini ve gelişmesini kolaylaştıracaktır.”

Referans: Sang Do Yook, Jiwon Kim, Gyeongtack Gong, Ja Kyong Ko, Youngsoon Um, Sung Ok Han ve Sun ‐ Mi Lee’nin hazırladığı “Yarrowia lipolytica mühendisliği kullanılarak tasarlanmış ksiloz kullanılarak lignoselülozik biyokütleden yüksek verimli lipit üretimi”, 19 Mayıs 2020, Küresel Değişim Biyolojisi Biyoenerji.

Bu çalışma, KIST Kurumsal Ar-Ge Programı ve Kore Enerji Teknolojisi Değerlendirme ve Planlama Yeni ve Yenilenebilir Enerji Araştırma Programı kapsamında Bilim ve BİT (MSIT) tarafından sağlanan hibe ile gerçekleştirilmiş ve Küresel Değişim Biyolojisi Biyoenerji’nin en son baskısı (JCR alanında ilk %0,55).