Oamenii de știință de la Universitatea Rice transformă piureul de soia cu valoare redusă în acid succinic de mare valoare

Soia umilă ar putea deveni o nouă sursă ieftină a unei substanțe chimice utilizate pe scară largă pentru materiale plastice, textile, medicamente, solvenți și ca aditiv alimentar.

este

Subprodusele nedigerabile din soia pot fi transformate în acid succinic valoros printr-un proces dezvoltat la Universitatea Rice.

Acidul succinic, obținut în mod tradițional din petrol, este unul dintre obiectele de cercetare ale chimistilor din Rice George Bennett și Ka-Yiu San. În 2004, Departamentul Energiei a numit acidul succinic una dintre cele 12 substanțe chimice „de platformă” care ar putea fi produse din zaharuri prin mijloace biologice și transformate în materiale de mare valoare.

Cu câțiva ani în urmă, Rice a brevetat un proces de către Bennett și San pentru producția bio-acidă succinică care folosea bacterii E. coli modificate genetic pentru a transforma glucoza în acid succinic într-un mod care ar fi competitiv cu producția pe bază de petrol.

Noul proces succinat dezvoltat de Bennett, San și Chandresh Thakker și raportat recent în Bioresource Technology promite să utilizeze și mai bine o materie primă ieftină și abundentă, în primul rând părțile nedigerabile ale soiei.

„Încercăm să găsim o materie primă mai ieftină și regenerabilă pentru a începe, astfel încât produsul final să fie mai profitabil”, a declarat Thakker, cercetător la laboratorul Bennett de la Rice’s BioScience Research Collaborative și autor principal al studiului. Provocarea a fost de a face acest proces de biomasă competitiv cu costurile cu metodele petrochimice pe care oamenii le folosesc de mulți ani.

Bennett consideră că au făcut asta cu materii prime derivate din soia ca o sursă ieftină de carbon pe care microorganismele îl digeră pentru a produce substanța chimică dorită prin fermentare. "O mulțime de oameni folosesc uleiuri vegetale pentru gătit - porumb sau soia sau canola - în loc de untură, așa cum făceau pe vremuri", a spus el. „Uleiurile sunt printre principalele produse ale acestor semințe. Un alt produs este proteina, care este utilizată ca aliment de înaltă calitate.

O echipă de chimiști ai Universității Rice modifică bacteriile E. coli pentru a produce acid succinic valoros din subprodusele din soia. Din stânga: profesorul George Bennett, cercetătorul Chandresh Thakker și profesorul Ka-Yiu San.

„Ceea ce a mai rămas este fibre nedigerabile și carbohidrați mici”, a spus Bennett, profesor de biochimie și biologie celulară E. Dell Butcher al lui Rice. "Este utilizat în cantități mici în anumite furaje pentru animale, dar, în general, este un material cu valoare foarte mică."

Cercetătorii orezului schimbă acest lucru cu ajutorul bacteriilor E. coli proiectate pentru a procesa făina de soia care, în general, este aruncată. Anumiți microbi produc în mod natural acid succinic din astfel de materii prime, dar manipularea căilor metabolice ale E. coli (prin eliminarea căilor care produc alte substanțe chimice precum etanolul, de exemplu) îl pot face mult mai eficient.

Extindând succesul lor în producerea acidului succinic din glucoză, noii microbi sunt proiectați pentru a metaboliza o varietate de zaharuri găsite în făina de soia. Idealul teoretic este un raport 1: 1 între materiile prime (zaharurile extrase) și produs, pe care le consideră realizabile de către industrie. În laborator, în condiții mai puțin controlate, au găsit în continuare procesul extrem de eficient. „Demonstrăm un randament foarte mare”, a spus Thakker. „Realizăm într-un balon o formare non-optimizată de succinat care este aproape de obiectivul teoretic.”

Bennett a spus că laboratorul său se uită la soia de aproape trei ani. „Suntem mereu interesați de materii prime la prețuri reduse”, a spus el. „Am reușit să stabilim o legătură cu un grup de soia care este foarte interesat de tehnologii pentru a face o utilizare mai bună și mai profitabilă a culturii lor.

"Există o cantitate echitabilă de reziduuri din semințe oleaginoase disponibile, inclusiv carbohidrați din semințe de bumbac, care nu sunt folosiți pentru niciun produs de valoare ridicată și ne aflăm în spațiul ingineriei microbiene pentru a permite ca aceste tipuri de materiale să fie utilizate într-un mod bun", el a spus.

Ka-Yiu San este E.D. Profesor măcelar de bioinginerie și profesor de inginerie chimică și biomoleculară la Rice.

Consiliul United Soybean și National Science Foundation au sprijinit cercetarea.

Subprodusele din soia includ carbohidrați solubili care pot fi transformați în acid succinic atunci când sunt metabolizați de bacteriile E. coli proiectate la Universitatea Rice. Acidul succinic este utilizat într-o varietate de produse, inclusiv materiale plastice, textile, medicamente, solvenți și alimente. Amabilitatea Bennett Lab/Rice University