撰文 戴維·別洛
大腸桿菌會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的食物中毒癥狀，但通過(guò)遺傳工程，它們可以成為很有用的塑料。美國(guó)圣地亞哥Genomatica有限公司的科學(xué)家最近宣布，他們成功地將細(xì)菌進(jìn)行了處理，并制造出了丁二醇（butanediol，BDO）。BDO是一種化工原料，被用來(lái)制造從彈性纖維到車(chē)擋的許多東西。不需要原油和天然氣就能制造BDO，給化工制造業(yè)帶來(lái)了更節(jié)能的方法。
有益的細(xì)菌：遺傳工程大腸桿菌也許能夠制造塑料，這樣就能夠減少對(duì)化石燃料的消耗
Genomatica公司創(chuàng)始人之一、現(xiàn)任總裁、工程師克里斯托芬·席林（Christophe Schilling）說(shuō)：“我們對(duì)這些有機(jī)體進(jìn)行遺傳工程操作，這樣它們會(huì)分泌我們想要的產(chǎn)物來(lái)促進(jìn)生長(zhǎng)。讓我們感興趣的也是這種正反饋機(jī)制：它們生長(zhǎng)得越快，分泌的產(chǎn)物就越多。”他們?cè)?000年篩選出了這種生產(chǎn)我們需要的化學(xué)物質(zhì)的細(xì)菌。
這些大腸桿菌能夠在發(fā)酵罐中大量生長(zhǎng)（就像用玉米釀酒一樣），并且通過(guò)遺傳操作，使它們能夠耐受高濃度BDO的環(huán)境。席林說(shuō)：“最開(kāi)始，很低濃度的BDO就能夠殺死大腸桿菌。但現(xiàn)在，我們使它們進(jìn)化，能夠生長(zhǎng)在我們所需要的環(huán)境里。我們讓細(xì)菌在糖和水中生長(zhǎng)，來(lái)制造我們想要的產(chǎn)物，然后從糖水中將產(chǎn)物分離出來(lái)。”
全球最大的BDO生產(chǎn)商之一，德國(guó)化學(xué)巨頭巴斯夫公司（BASF）生產(chǎn)BDO和其他化學(xué)制品的執(zhí)行主管，化學(xué)家赫伯特·�？怂辜{（Herbert Exner）說(shuō)：“（生產(chǎn)這些化學(xué)制品）需要數(shù)量可觀的能源�！币�?yàn)閭鹘y(tǒng)的BDO生產(chǎn)方式需要消耗大量能源，席林及其同事于是開(kāi)始嘗試新方法。
此外，BDO價(jià)格越來(lái)越昂貴，批發(fā)價(jià)已從每磅1美元上漲到1.22美元。�？怂辜{說(shuō)：“過(guò)去一年里，天然氣和石油的價(jià)格不斷上漲，而生產(chǎn)BDO的原料不是天然氣就是石油。原料價(jià)格上漲了，BDO的價(jià)格自然就跟著漲上去了。”
成本決定了一種塑料的加工生產(chǎn)方法能否被廣泛采用。Genomatica公司并不確定這種用大腸桿菌制造的BDO將花費(fèi)多少成本，因?yàn)槠駷橹�，這種方法都還沒(méi)走出過(guò)試驗(yàn)室。
但是該公司確信，他們的生產(chǎn)方式所需能源（即使是包括了收集和運(yùn)輸從食糖到纖維素等所有未加工的給料所需的能源）只需要32,000英熱單位（British thermal units ，Btus，1Btus等于4186.8焦耳)，至少比傳統(tǒng)方式節(jié)省30%的能源。CEO克里斯托夫·甘恩（Christopher Gann）說(shuō)，公司計(jì)劃“用便宜的、易得到的、非食物的可持續(xù)給料。”而大腸桿菌可以在常溫常壓下，將這些“無(wú)用”的糖類(lèi)變成BDO。而傳統(tǒng)的以石油為原料的BDO生產(chǎn)方式若是常溫，就不能采用常壓，反之亦然。
甘恩補(bǔ)充到：“某一天，原油價(jià)格會(huì)漲到每桶250美元也不奇怪�！逼駷橹梗芯咳藛T只生產(chǎn)了不到1公斤的BDO。他期待一個(gè)新的試驗(yàn)工廠能夠在來(lái)年建成并投入使用。
巴斯夫公司的�？怂辜{說(shuō)：“石油和天然氣總有一天會(huì)消耗殆盡。但是主要的工業(yè)——例如汽車(chē)制造業(yè)——并不會(huì)因?yàn)槟愕漠a(chǎn)品是從生物實(shí)驗(yàn)室里出來(lái)的，而甘愿掏更多錢(qián)�！�
現(xiàn)階段要達(dá)到每年會(huì)生產(chǎn)14億千克相對(duì)便宜的BDO，Genomatica公司仍然有很長(zhǎng)一段路要走。但該公司提出，這種遺傳工程大腸桿菌可以為將來(lái)制造必需的塑料復(fù)合物提供一種可持續(xù)的方式。
甘恩說(shuō)：“我們選擇從制造BDO開(kāi)始，是因?yàn)檫@種化合物從石油和天然氣開(kāi)始到成品所需的步驟相對(duì)成熟。而我們以土地、陽(yáng)光和水開(kāi)始，以水中的糖類(lèi)結(jié)束來(lái)制造BDO。我們最大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)是，這是一種低能耗的、環(huán)保的制造方式。”（環(huán)球科學(xué)編譯 silk）
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