Термиты для производства биотоплива

27.02.2021

Пшеничная солома является потенциальным источником биотоплива и товарных химикатов. Но, прежде чем солому можно будет превратить в полезные продукты на биоперерабатывающих заводах, полимеры, из которых она состоит, должны быть разбиты на строительные блоки.

Для того, чтобы переработать солому в биосырье, необходимо в первую очередь расщепить лигнин - особенно прочный полимер в соломе. С этой работой могут справиться микробы из кишечника определенных видов термитов.

В соломе и другом высушенном растительном материале три основных полимера - целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин - вплетены в сложную трехмерную структуру. Первые два полимера представляют собой полисахариды, которые можно расщепить на сахара, а затем превратить в топливо в биореакторах. Лигнин, с другой стороны, представляет собой ароматический полимер, который можно преобразовать в полезные промышленные химические вещества. Ферменты грибов могут разлагать лигнин, который является наиболее сложным для разложения из трех полимеров, но ученые ищут бактериальные ферменты, которые легче производить.

В предыдущем исследовании было показано, что кишечные микробы четырех видов термитов могут разлагать лигнин в анаэробных биореакторах. В новой работе предлагаемая технология была детализирована, а процесс, с помощью которого микробы из кишечника древесных насекомых разлагают лигнин в пшеничной соломе, подробно изучен.

Исследователи смешали по 500 кишечников каждого из четырех видов термитов с пшеничной соломой в качестве единственного источника углерода. Через 20 дней они сравнили состав переваренной соломы и необработанной соломы.

Разложению подверглось до 37% лигнина, 51% гемицеллюлозы и 41% целлюлозы. Неразложившийся лигнин, оставшийся в соломе, претерпел химические и структурные изменения, такие как окисление некоторых его субъединиц.

Эффективное разложение гемицеллюлоз микробами могло также увеличить разложение лигнина, сшитого с полисахаридами. В будущей работе команда хочет определить микроорганизмы, ферменты и пути разложения лигнина, ответственные за эти эффекты, которые могут найти применение на заводах по переработке лигноцеллюлозы.

<< Назад: Ветряная турбина Challenergy, устойчивая к сильному ветру 28.02.2021

>> Вперед: Холод полезен для тренировок 27.02.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива Чувство голода может замедлить старение 19.05.2025 Периодическое голодание, низкокалорийные рационы и ограничение определенных питательных веществ часто обсуждаются как возможные пути к здоровому старению. Однако новый взгляд на этот вопрос предложили ученые из Мичиганского университета, показав, что не сама нехватка калорий, а субъективное ощущение голода может запускать в организме процессы, связанные с замедлением старения. Авторы исследования провели серию экспериментов с плодовыми мушками Drosophila melanogaster - модельными организмами, часто используемыми в генетике и геронтологии. Интересно, что эти маленькие насекомые имеют около 75% тех же генов, которые у людей связаны с различными заболеваниями. Их мозг и обмен веществ демонстрируют поразительное сходство с соответствующими системами млекопитающих. Поэтому мушки стали идеальным объектом для изучения связи между ощущением голода и продолжительностью жизни. Ученые обнаружили, что мушки, которым давали пищу с пониженным содержанием аминокислот с разветвленной цепью (так называемых BCAA), сохраняли чувство голода даже после приема пищи. Это проявлялось в их стремлении съесть больше на следующем приеме пищи и выбирать еду с высоким содержанием белка. Такой поведенческий паттерн указывает на то, что голод в этих случаях носил не эмоциональный, а физиологически обусловленный характер. Особый интерес вызвал следующий этап исследования, в котором биологи искусственно активировали в мозге мушек нейроны, отвечающие за чувство голода. В результате они заметили, что продолжительность жизни мух, у которых стимулировалась "мозговая" потребность в пище, возрастала. Эти наблюдения позволили авторам сделать вывод: не столько ограничение калорий, сколько ощущение, что организм не насытился, способно запускать механизмы, продлевающие жизнь. Значительное внимание в работе было уделено молекулярной стороне вопроса. Когда мушки находились в состоянии хронического голода, в их нейронах активировались особые белки - гистоны, которые регулируют экспрессию генов. Исследователи предположили, что именно эти измененные гистоны являются связующим звеном между ощущением голода, работой мозга и замедлением процессов старения. Ранее уже появлялись данные о том, что увеличение запаса гистонов может быть связано с повышенной продолжительностью жизни. Хотя механизмы действия пока до конца не изучены, ученые Плетчер и его коллеги убеждены: чувство голода само по себе способно запускать процессы адаптации, которые на молекулярном уровне тормозят старение. Это может объяснить пользу диет с низким содержанием BCAA, которые не вызывают резкого насыщения, но снабжают организм необходимыми веществами. Конечно, подобные открытия, сделанные на основе исследований с насекомыми, требуют дальнейшего подтверждения на более сложных организмах, включая человека. Тем не менее, эти результаты открывают интересную перспективу: возможно, именно субъективное восприятие голода, а не строгое ограничение пищи, играет решающую роль в долголетии. И если эта гипотеза подтвердится, то в будущем подходы к питанию и здоровому образу жизни могут быть пересмотрены в пользу более тонкой настройки сигналов насыщения, а не жесткого контроля за калориями.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025