科学家们通过重构微生物群落结构中每种可能组合,剖析甘蔗乙醇发酵过程中酵母与细菌的相互作用。这些微生物群落结构覆盖了工业过程中发现的大约80%的生物多样性,其中一种细菌值得格外注意:淀粉乳杆菌(Lactobacillus amylovorus)。
这种细菌能够产生大量的乙醛分子,可以用来喂养酵母,帮助它生长。换言之,淀粉乳杆菌本质上更慷慨,会分享食物。相比之下,其他参与这些过程的许多细菌更喜欢窃取食物。研究人员Felipe Lino表示:“它的工作方式与益生菌很接近,可以防止有害细菌进入系统。这种细菌以一种近乎共生的方式与酵母一起生长,对工业过程很有利。”因此,除了选择理想的酵母菌株,各家公司还可以选择最适合的细菌。从短期来看,这样做可能带来收益。将这种细菌应用于甘蔗酒精发酵,预计可将产量提高3%。
据巴西《 2019年生物燃料年度报告》数据,2019年,巴西的乙醇总产量为345亿升,其国内需求为340亿升。这些数字表明,优化发酵工艺拥有巨大的潜力。要提高乙醇工业化生产的效率,可以采用更有针对性的方法,放弃“一刀切”策略,即通过硫酸处理来降低pH值并杀灭细菌,将其控制在一定数量之下。
研究人员Morten Sommer表示,无论从经济还是环境的角度看,这都是有益的。“与其大量使用抗菌素,不如让有益细菌留在发酵罐内。这堪称是一种模式转变,将显著提高最终产量,同时产生积极的生产成本和环境影响。”