Enzymer från trädgårdskompost kan ge mer bioetanol

Idag görs bioetanol främst från sockerarten glukos. Om man också kan hitta bra sätt att göra etanol från xylos, som finns bl.a. i halm, sälg och andra snabbväxande arter, så kan etanolproduktionen öka kraftigt. En forskare i teknisk mikrobiologi är på god väg med detta.

Forskaren är Nadia Skorupa Parachin och hemligheten med hennes teknik är enzymer som hon vaskat fram ur den egna trädgårdsjorden. Lyckas man göra etanol från xylos så kan etanolproduktionen öka med mer än tjugo procent – till gagn för billigare miljövänligt bränsle.

Etanol tillverkas genom jäsning av socker från växtmaterial. Idag används inte sockerarten xylos, trots att det är den näst vanligaste sockerarten i naturen. För att lyckas med xylos krävs bra och snabba enzymer som kan få jästen att vilja ta sig an också den mindre aptitliga xylosen.   

Nadia Skorupa Parachin har nu testat sina enzymer och enligt de första resultaten binder hennes enzymer xylosen mer effektivt jämfört med dem som hittills testats.

– För att kolhydrater i skog, växter och avfallsprodukter ska kunna jäsa till etanol krävs enzymer i jästen som ”äter upp” sockret och omvandlar det till etanol. Om man nöjer sig med att bara tillvarata glukosen räcker det med vanlig bagerijäst. Men om också xylosen ska bli etanol behöver jästen ändras genetiskt, förklarar hon, som nyligen patenterat sina nyupptäckta enzymer.

Nadia Skorupa Parachin började med att plocka ut DNA från ett jordprov, varpå hon klippte ner det i små bitar. Efter hand byggde hon upp ett DNA-bibliotek. Därefter identifierade hon vilka gener som via sina motsvarande enzymer var bra på att trigga igång xylos-tillväxt.

Att Nadia Skorupa Parachin valde jord beror helt enkelt på att jordens humus är den mest artrika livsformen på jorden.

– Ett gram jord innehåller tio miljarder bakterier! Enzymer och andra proteiner finns i nästan obegränsat antal och kan nästan se ut hur som helst. Jordprovet hämtade jag från en trädgård i Höör, men det går bra med vilken jord som helst, framhåller hon.

Anledningen till att inga forskare tidigare har plockat fram nya enzymer för xylos på det här sättet är helt enkelt att det inte är enkelt. Marie Gorwa-Grauslund, som är Nadia Skorupa Parachins handledare, var den som först fick upp ögonen för att denna genteknik skulle kunna fungera i i just detta sammanhang. Tekniken, som kallas metagenomik, har ursprungligen använts för mer renodlat naturvetenskapliga tillämpningar.

– Så det allra mest intressanta är egentligen metoden i sig. Vi har tänkt helt nytt här, faktiskt. Det har tagit flera månader att utveckla metoden för det här användningsområdet, berättar Marie Gorwa-Grauslund.

Lundaforskarna ska nu också passa på och använda deras modifierade metanogenom-teknik för andra tillämpningar. Exempelvis för att ta fram enzymer som kan samverka med mikroorganismer som klarar av svåra produktionsförhållanden, såsom kraftig värme och höga syrakoncentrationer.

– Tåliga mikroorganismer är jätteviktiga för att biologisk framställning ska bli ekonomiskt lönsam, poängterar Marie Gorwa-Grauslund.

Nadia Skorupa Parachin har nu åkt tillbaka till sitt hemland Brasilien. Men två eller tre andra unga forskare kommer att arbeta vidare med tekniken. Senare i vår har man hunnit utvärdera de nyvunna enzymerna lite bättre.

– Det finns fortfarande flera pusselbitar som måste lösas om framställning av etanol från xylos ska bli ekonomiskt lönsam. Hastigheten måste förbättras. Men förhoppningsvis kan vår metod på sikt bidra till en effektivare bioetanolproduktion, säger Marie Gorwa-Grauslund.

FAKTA

Enzym: protein som sätter i gång eller påskyndar en viss kemisk reaktion utan att själv förbrukas under reaktionen.

Xylos: kallas även träsocker, och är särskilt vanlig i halm, salix och sockerrörsavfall. Lignocellulosa, som är huvudingrediensen i träd, gräs och andra växter, består till 30-40 procent av xylos.

För mer information, kontakta Marie Gorwa-Grauslund, professor, Teknisk mikrobiologi, 046-2220619, Marie-Francoise.Gorwa-Grauslund@tmb.lth.se Hon är ej tillgänglig på telefon fre 25 feb men väl på måndagen igen.