Ny supergær kan give billigere bioethanol
more_vert
close
close

Vores nyhedsbreve

close
Når du tilmelder dig nyhedsbrevet, accepterer du både vores brugerbetingelser og at Mediehuset Ingeniøren og IDA group ind i mellem kontakter dig angående events, analyser, nyheder, tilbud etc. via telefon, SMS og e-mail. I nyhedsbreve og mails fra Mediehuset Ingeniøren kan findes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Ny supergær kan give billigere bioethanol

Forskere fra Danmark og Sverige har fundet frem til gærceller, der trives fint ved høje temperaturer i omegnen af 40 grader celsius.

Normalt kan almindelig bagegær (Saccharomyces cerevisiae) ikke vokse ved så høje temperaturer, hvis gærcellerne da overhovedet overlever. Men ikke alle gærcellerne bukker under – nogle få af dem klarer sig fint i varmen.

I en artikel, der publiceres i fredagens udgave af tidsskriftet Science, forklarer forskerne, hvordan de isolerede de hårdføre gærceller og fandt ud af, hvad der adskiller dem fra almindelige gærceller. Det viste sig, at det kun kræver en enkelt mutation i gærcellernes arvemateriale at gøre dem varmeresistente.

Forskerne lod gærcellerne vokse og mutere i 40 graders varme i disse bioreaktorer. (Foto: Martina Butorac)

Læs også: Dansk forsker muterer græs for at brygge biobenzin

Professor Jens Nielsen fra Novo Nordisk Foundation Center for Biosustainability, der er et internationalt forskningscenter med hovedsæde i forskerparken Scion DTU i Hørsholm og med satellitter på blandt andet Chalmers Tekniska Högskala i Gøteborg i Sverige, har stået i spidsen for forskningen.

»Vi var interesserede i at se, om gærceller, der især i USA og Brasilien bruges i industriel produktion af bioethanol, kan fungere ved højere temperaturer end 30-35 grader,« siger han til Ingeniøren.

»Når gæren omdanner sukker eller stivelse til ethanol, udvikles der varme, men hvis det bliver for varmt, går processen helt i stå. Derfor bruges der en masse energi på at nedkøle de industrielle anlæg. Hvis man kunne bruge gær, der trives ved højere temperaturer, så kan man reducere omkostningerne til køling væsentligt.«

Enzymer fungerer langt bedre ved 40 grader

I år fremstilles der cirka 100 milliarder liter bioethanol, som anvendes som et miljøvenligt alternativ til benzin. Langt størstedelen af ethanolen fremstilles af stivelse eller glukose fra afgrøder som majs og sukkerrør. Andengenerations-bioethanol kan fremstilles af halm, træspåner og majsstængler, så man slipper for at anvende fødevarer, men her er der brug for enzymer til at sætte fut i processen.

Også i forbindelse med ethanolproduktion med enzymer kan en varmeresistent gær være til stor nytte, uanset om man fremstiller første- eller andengenerations-bioethanol. Enzymerne virker nemlig meget bedre ved 40 grader end ved 30 grader, så med gær, der kan tåle 40 graders varme, behøver man ikke nær så mange enzymer.

Læs også: Så ruller millionerne ind til Nordeuropas største bio-anlæg i Holstebro

Tidligere har andre forskere fundet ud af, at der findes gærceller, der trives ved temperaturer på over 40 grader. Først nu kender de mekanismen bag varmeresistensen, så man ved, hvad der skal til for at give den industrielle gær de ønskede egenskaber. Det kræver blot en ændring i en enkelt base i gærens dna – en såkaldt punktmutation.

»Nu skal vi bare overføre punktmutationen til industrielt gær, der bruges i den kommercielle ethanolproduktion. Det kan være på plads allerede til næste år,« fortæller Jens Nielsen.

Når et bestemt gen ikke længere er aktivt hos bagegæren, bliver ergosterol erstattet med fecosterol i cellemembranen. Det gør gæren mere termoresistent. (Illustration: Martina Butorac)

»Vi fandt frem til mutationen ved hjælp af et evolutionsforsøg – vi simulerede, hvad der kunne ske i naturen. Vi lod milliarder af gærceller vokse ved 40 grader, hvor de har det rigtig skidt og vokser utrolig langsomt. Efterhånden som gærcellerne delte sig, kom der gærceller med mutationer, og hvis mutationerne gjorde, at gærcellerne voksede hurtigere, så kom der flere af dem.«

Læs også: Forskere: Vores alger booster biobenzin på halm

»Vi sikrede, at gærcellerne hele tiden havde masser at spise. Hver dag i tre måneder udskiftede vi deres vækstmedie. Efter 300 generationer stod vi med en masse blandede kulturer – gærstammer med og uden mutationer – og så isolerede vi syv af de stammer, der klarede sig bedst i varmen.«

»Disse syv gærstammer viste sig at have en fælles mutation – ikke fuldstændig den samme, men i alle syv tilfælde en mutation, der fører til, at et bestemt gen bliver inaktivt. Et gen, der regulerer gærens sterolmetabolisme.«

Supergær tåler både varme og høj ethanolprocent

Sterolerne er organiske molekyler, der spiller en central rolle i cellemembranerne, og mutationen betyder, at én slags sterol skiftes ud med en anden i de termoresistente gærceller. Det får cellemembranen til at fungere på en anden måde, så cellerne bedre kan modstå varmen.

Nu ved forskerne altså, hvilket gen i gæren der skal slås fra, hvis gærcellerne bedre skal kunne tåle varmen ved ethanolprodution. I en anden artikel i samme udgave af Science fortæller forskere fra USA, hvordan man kan øge ethanoltolerancen hos gær, så cellerne bliver ved med at producere det eftertragtede biobrændsel, selv om alkoholprocenten stiger til niveauer, hvor gærcellerne normalt dør.

Det er også uhyre vigtigt i produktionen, for så kan gærcellerne bliver ved med at producere i længere tid, før de forgiftes af den ethanol, de selv frembringer. Og så er vejen banet for gær, der for alvor kan gøre bioethanol rentabelt:

»Man kan sagtens kombinere de to teknologier og få en supergær,« siger Jens Nielsen.

Kommentarer (13)

Jeg ville mene at de havde brugt teknologi til at opdage nogle nye gener. Og at det derfor er en kombination af de opdagelser frem for en kombination af teknologier.

Måske er det bare mig?

  • 0
  • 0

Det er flotte resultater fra vores forskere...

Men, problemet er stadig at vores politikerer ikke vil ændre på afgifterne og skattelovgifningen. Så tiltrods for de flotte og lovende resultater, så kommer der ikke så meget, som en dråbe E85 i tanken på vores Flexi-Fuel biler i Danmark. (E85 = 85% bioethanol + 15% benzin)

At svenskerne er med er forståeligt, da E85 er godt på vej til at være det mest udbredte brændstof i Sverige!

Så mangler vi bare, at de danske politikerer tager sig sammen og komme med på trenden. Men, der er tale om helt nye teknologier, så det er forståeligt, at det tager tid at indfører. Det er ikke så længe siden, at den første kommercielle Flexi-Fuel bil kom på markedet. Det var en Ford Model T, fra 1908.

  • 2
  • 0