生物能源發生器：試管里的樂高積木 變雜草為生物燃料

也許有一天，一種化學嵌合體能幫助我們將頑固的植物材料降解為生物燃料。為實現這一目的，我們需要從兩種類型的植物腐生細菌中提取出酶，并將這兩種自然界中不會相遇的酶混合在一起。

生物能源發生器能夠利用農作物（比如玉米）里的糖，制造出比天然氣或煤更加環保的能源替代品。但是，與用農作物發酵相比，使用如葉子和青草這樣的廉價而隨處可見的植物材料制造燃料，會更加有吸引力。但問題在于，植物的這些部分纖維素含量很高，而纖維素是一種頑固的結構復合物，難以降解。

在富氧環境中生活的微生物，能夠利用自身細胞內游離的酶來消化這些植物材料。而低氧或無氧條件下生活的細菌——比如說牛胃里的細菌，使用的卻是一些被稱為纖維體（cellulosomes）的鷹架狀的酶復合體。游離酶分解纖維素時作用迅速。相比起來，纖維體雖然要慢一些，但效率卻相當高。

“試管里的樂高積木”

約那坦.阿爾菲（Yonathan Arfi）和艾德.拜爾（Ed Bayer）在以色列雷霍沃特（Rehovot）的威茨曼科學研究所（Weizmann Institute of Science）工作。他們設計了一個化學反應，將快速作用于纖維素的游離酶融合到纖維體上，反應得到的混合物能夠既快速又有效地將纖維素轉化成可供利用的糖。

幾十億年以來，厭氧細菌與好氧細菌的反應機制各自獨立進化，從沒有機會合作過。“這兩種酶在自然條件下絕不會同時出現，現在卻可以達成功能上的協同作用，”布萊恩.福克斯（Brian Fox）說道，他是威斯康星大學麥迪遜分校的生物化學家。

拜爾認為，雖然這一進展還不足以制造出更的生物燃料，但是它大大加深了我們對纖維素降解機理的理解。“對我們來說這挺有意思的。就像在玩樂高積木一樣，只不過是在試管里面，”他說。

“葉子和秸稈”

奧斯（Ås）挪威生命科學大學（Norwegian University of Life Sciences）的文森特.艾杰辛克（Vincent Eijsink）認為，像這樣的研究讓開發新一代生物燃料成為可能，這種燃料將不再依賴食用農作物。

*批利用現有技術的纖維素生物燃料廠，已經正式開始商業運轉。一座由諾維信集團（Novozymes）經營的工廠能用水稻秸稈生產乙醇，現在年產量已達五千萬升。該工廠位于意大利科雷什蒂諾（Crescentino）。

杜邦公司（Du Pont）現正在修建一座年產量一億一千三百萬升的工廠，用以消化內華達州和愛荷華州的玉米莖葉，西班牙公司阿本哥（ Abengoa）也正要著手運營一個位于堪薩斯州休哥頓的規模相近的工廠。