Älgmagen kan ge billigare biobränsle

2017-12-01 12:03  

Forskare på KTH har funnit 99 tidigare okända mikrober i älgmagar. De kan ge enzymer som kan bryta ner trä och halm och ge mer och billigare biobränslen.

Älgar klarar en sträng vinter bättre än rådjur, för de kan äta bark och kvistar. Alltså måste de ha enzymer som klarar att effektivt bryta ner cellulosa, resonerade Henrik Aspeborg och Anders Andersson på KTH.

Dagens bioetanol produceras från vete och sockerrör, som enzymer lätt kan bryta ner till enkla socker. Den etanolen har kritiserats för att ta mark från matproduktion, konstaterar Henrik Aspeborg, docent i kolhydratbioteknologi.

Cellulosa ger en mycket större råvarubas, till exempel från trä och halm.

Men evolutionen har gjort det svårt att bryta ner lignocellulosa, som även består av hemicellulosa och lignin.

– Träd står i hundratals år. Cellulosan är designad för att inte brytas ner, säger Henrik Aspeborg.

Läs mer:

Läs mer: Rejäl ökning att vänta för biobränslen

Men älgen kan alltså det, dock inte av egen kraft. Arbetet utförs av mikrober, däribland bakterier, i älgens första mage, i våmmen.

Det första problemet var att få tag i våmmarna. Det kunde projektets medarbetare på SLU i Uppsala bidra med. De är specialister på viltsjukdomar och jagar själva. Inom projektet provtogs sex älgar på Öland och i Växjötrakten som sköts under älgjakten. Från våminnehållet extraherades dna som sekvenserades på Sci Life Lab i Stockholm. Sedan pusslade Anders Andersson med medarbetare ihop ett antal kända och okända mikroorganismers genom.

I älgmagen finns otroligt många arter. För 99 arter av bakterier och liknande, kunde dna-bitarna sättas ihop till hela genom. De flesta arter var tidigare okända av vetenskapen.

Att de inte upptäckts tidigare beror på att de är svåra att odla. Men deras gener kan analyseras med metagenomik.

Bakteriefloran är annorlunda i älg än i ko, enligt Henrik Aspeborg:

– Spiroketer är vanligare i älgvåmmen. De finns även hos termiter, som är bra på att bryta ner ved.

Läs mer:

Läs mer: Här flyger de med biobränsle i tanken

Spiroketer är annars mest kända för att vålla hemska sjukdomar som borrelia och syfilis.

Bland alla generna i älgvåmmen finns tusentals som kodar för nedbrytning av cellulosa och hemicellulosa till enkla sockerarter.

Den praktiska nyttan, som han tror kan visa sig inom 3–5 år, är att optimera nedbrytningen.

– Vi vill få fram en enzym-cocktail för halm, en annan för granflis, en tredje för björk, förklarar han.

Älgens egen enzymcocktail är inte perfekt. En del cellulosa går rakt igenom.

– Man kan göra papper av älgbajs, konstaterar Henrik Aspeborg.

Älgen klarar inte heller av att bryta ner lignin, det limliknande material som håller ihop cellulosafibrerna.

Om cellulosan kan brytas ner till enkla socker så kan den användas för etanolproduktion.

Optimeringen kan också bestå i att få fram enzymer som är effektiva vid lägre temperaturer, så man kan spara energi, att de tål olika pH och är värmestabila.

Från enkla socker kan man bygga upp mer komplicerade molekyler till bioplaster eller gröna kemikalier.

– Alla produkter vi i dag gör av fossila material kan göras från biomassa, säger Henrik Aspeborg.

En annan möjlighet är att bryta ner halvvägs, till sammansatta socker.

– De kan bland annat användas som föda.

En tredje möjlighet är att använda bakterier direkt, till skillnad från att syntetisera deras enzymer.

I så fall vill industrin helst att en enda organism gör hela arbetet. Aspeborg ger ett drastiskt men begripligt exempel:

– Att göra öl direkt från trä.

Projekt metagenomik för älgvåm

13 forskare från KTH, SLU och universitet i Frankrike och Luxemburg samarbetade. Projektet finansierades av Formas och EU. Resultat är publicerade i ISME Journal, tidskrift för mikroekologi.

Vetenskapligt tyngst var att man fann en ny bakteriestrategi för nedbrytning av cellulosa, som verkar vara en kombination av två tidigare kända.

Fredrik Lundberg

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Dagens viktigaste nyheter

Debatt