Biobrandstoffen zoals de ethanol in Amerikaanse benzine kunnen goedkoper worden dankzij experts van Rutgers University-New Brunswick en Michigan State University.

Ze hebben laten zien hoe ze enzymoppervlakken kunnen ontwerpen en genetisch manipuleren, zodat ze minder binden aan maïsstengels en andere cellulosehoudende biomassa. het verlagen van de enzymkosten bij de productie van biobrandstoffen, volgens een studie die deze maand op de omslag van het tijdschrift is gepubliceerd ACS Duurzame Chemie &Engineering .

"Het komt erop neer dat we de kosten voor het omzetten van biomassa in biobrandstoffen kunnen verlagen, " zei Shishir P. S. Chundawat, senior auteur van de studie en een assistent-professor bij de afdeling Chemische en Biochemische Technologie aan de Rutgers University-New Brunswick.

Typisch, de enzymen die worden aangeboord om switchgrass te helpen veranderen, maïskolf (maïsstengels, bladeren en andere restanten) en populier tot biobrandstoffen goed voor ongeveer 20 procent van de productiekosten, zei Chundawat, wiens afdeling is in de School of Engineering. Enzymen kosten ongeveer 50 cent per gallon ethanol, dus recycling of het gebruik van minder enzymen zou biobrandstoffen goedkoper maken.

In de Verenigde Staten, benzine bevat doorgaans tot 10 procent ethanol en maïskorrels zijn de primaire grondstof voor ethanol, volgens de Amerikaanse Energy Information Administration. Bioraffinaderijen produceren ongeveer 15 miljard gallons ethanol per jaar.

In de afgelopen jaren, sommige raffinaderijen begonnen de oneetbare delen van maïsplanten om te zetten in ethanol, zei Chundawat.

"De uitdaging is het afbreken van cellulose (plantaardig) materiaal, met behulp van enzymen, in suikers die kunnen worden gefermenteerd tot ethanol, " zei hij. "Dus elke vooruitgang bij het goedkoper maken van de stap van de enzymverwerking zal de kosten van biobrandstof goedkoper maken. Dit is een tamelijk hardnekkig probleem waarvoor je het vanuit verschillende perspectieven moet aanpakken, dus het kost tijd."

Biomassa bevat lignine, een organisch polymeer dat plantvezels bindt en versterkt. Maar lignine inactiveert enzymen die eraan binden, het belemmeren van inspanningen om het gebruik en de kosten van enzymen te verminderen, volgens Chundawat.

De onderzoekers van Rutgers en Michigan State University lieten zien hoe speciaal ontworpen enzymen (eiwitten) hun binding aan en inactivatie door lignine kunnen beperken. Dat zou uiteindelijk het enzymgebruik verminderen en het recyclen van enzymen in de nabije toekomst mogelijk maken voor bioraffinaderijen, zei Chundawat.