汤姆·杰弗里斯和汤姆·凯莱赫在罗格斯大学学习时在1970年代工业有用的微生物。Jeffries继续运行一个酵母基因组计划在美国农业部的;凯莱赫花了几十年的在生物医药行业,工作与胰岛素等生物制剂,它是由转基因微生物在巨大,发酵槽。2007年,两个统一建立一个公司的国家科学基金会的资助。被称为Xylome,威斯康辛州启动旨在找到更好的方法来生产饲料酵母农业低碳燃料的浪费。
然而偶然,杰弗里斯和凯莱赫他们的努力几年后转向一个不同的全球环境问题:棕榈油。
世界上最便宜的和最广泛使用的植物油、棕榈油生产是一个188app ios 砍伐森林和热带地区生物多样性的丧失。188金博网注册就送188这些与棕榈油行业和其他问题,诸如剥削劳动实践,多年来驱动的兴趣更可持续的选择。但良好的替代品已经证明困难:棕榈油、其他植物油也有类似的缺点和可持续林业实践并不总是有效的面对不断增长的需求。今天,世界消耗每年近7000万吨棕榈油,用于从牙膏和燕麦牛奶生物柴油和洗衣粉。需求预计将两倍多到2050年。
但是,随着生物工程的发展和增加可持续性的担忧,许多公司喜欢Xylome开发微生物油脂他们说可以提供替代棕榈油,同时避免其最具有破坏性的影响。他们加入许多其他合成生物学公司——从企业新霍金生物燃料和化肥的人造肉——渴望解决环境问题,但分享类似的挑战扩大生产规模和展示他们的方法实际上是可持续超过他们试图解决的问题。
如何将一个新兴生物技术产业在全球影响棕榈油基生计在全球南北?
去年,一家名为C16生物科学在曼哈顿开设了一个崭新的实验室开发微生物棕榈油的选择,从比尔·盖茨的气候解决方案支持的2000万美元投资基金突破能源企业。一个加州初创公司叫Kiverdi也在努力生产酵母使用碳捕获大气中的石油,和一个吗团队英国巴斯大学生物工程师的工作扩大自己的油性的酵母菌株。Xylome最近发送第一批其棕榈油替代——称为“Yoil”——许多大型棕榈油供应商和FDA进行测试。
尽管存在巨大的挑战来扩大生产规模的成本可以与棕榈油、培养竞争和问题仍然是如何一个新兴生物技术产业在全球可能会影响棕榈油基生计在全球南北,这些微生物油脂可以帮助抑制油棕的持续增长,威胁生物多样性地区沿边界在南亚和东南亚,非洲,和中美洲。如果酵母油脂可以实现价格足够低与树木(如果)”,就会产生巨大的差异在棕榈油从哪里来,”凯莱赫说,现在Xylome首席执行官。“这都是微生物。”
凯莱赫在变焦,展示了一个蓝色的照片Xylome专有的酵母菌株,由一个产油的物种Lipomyces starkeyi。通过显微镜,酵母就像肥皂泡沫。“你看着酵母压扁,”他说。“他们压碎的外墙,因为这些酵母数量的石油产量。“美联储在玉米糖浆,转基因菌株能够给脂质超过绝大多数的总重量。“他们做什么我们做如果我们继续喂糖,“凯莱赫说。“他们变大。”
Xylomes专有的酵母菌株,产生油与橄榄油。Xylome
2013年,杰弗里斯,现在Xylome总统注意到这个紧张的石油非常类似于棕榈油,这是珍贵的独特的混合的饱和和不饱和脂肪。这混合物在室温下是固体,液体在体温,适合巧克力涂层,肥皂和化妆品。多才多艺的棕榈油的其他部分被用作燃料、溶剂、润滑剂、和许多其他产品,特别是在中国、印度和印度尼西亚。
酵母的相似石油棕榈油是偶然发现的——Xylome是柴油。但Jeffries凯莱赫,意识到可能有一些棕榈油的选择当凯莱赫的女儿告诉他关于棕榈无油的兴趣增长解决环境问题被多年的化妆品国际行动针对不可持续的棕榈油。
尽管棕榈油生产负责全球森林砍伐的不到1%,显示2018报告国际自然保护联盟,这是一个热带地区森林砍伐的主要原因。例如,在婆罗洲油棕种植已经占了超过一半的森林砍伐过去二十年。未来的需求将导致更多的森林砍伐。相同的报告发现,超过100万平方英里的生物多样性热点地区可能会威胁到油棕种植,可能影响超过40%的所有威胁鸟类,哺乳动物,两栖188金博网注册就送188动物物种,从猩猩鹟科和大象和老虎。这个森林砍伐也创造了温室气体的排放,富碳排干泥炭建立在原始森林,和树木燃烧土地用于种植。
挑战是让酵母汁油在规模和价格可与传统农业竞争。
认识到这些影响,供应商——通过等组织工作可持续棕榈油圆桌会议(棕榈油),自2007年以来已经认证棕榈油的供应链,寻找方法增加棕榈油生产的监督,以确保作物培育生物多样性或富含碳的土地上。虽然越来越多的棕榈种植户认证,该方法有一定的局限性,李贾尼斯说,环境科学家研究棕榈油在新加坡南洋理工大学。例如,很难证明小农种植者,集体代表大多数棕榈油生产在一些地区。“认证不是银弹,”她说。大约20%的棕榈油生产由圆形标志认证。
找到一个替代棕榈油已经证明更具挑战性。其它热带油脂——如椰子油——收益率低于油棕,如果种植在同一规模更大的影响。大豆和玉米等其他non-tropical油——石油可以生长在热带地区生物多样性之外,但他们需要额外的处理来代替棕榈油在许多应用程序中。处理是昂贵的,产生的反式脂肪,FDA在2015年禁止了在美国。
凯莱赫和杰弗里斯决定市场酵母作为一个更好的选择。微生物在实验室产生的石油与血脂几乎相同的棕榈油。“虫子”,指的是酵母,也可以用的材料不需要热带农业,如玉米或甘蔗、或废料,如玉米苞叶和小麦秸秆,可大大降低生产成本。微生物油脂产生任何地方,也可以减少工厂和消费者之间的距离。
森林砍伐的棕榈油种植园在巴布亚岛,印度尼西亚。绿色和平组织
挑战是让酵母汁油在规模和价格可与传统农业竞争,做到足够迅速地抑制破坏性的油棕的发展。
技术的进步可以帮助。在曼哈顿的实验室,C16生物科学优化条件下保持其转基因酵母株快乐。克里斯托弗·查克与巴斯大学的化学工程师团队,也在研究更富有成效的酵母菌株,但而不是修改的微生物基因编辑工具,他的团队依赖于一个定向进化的过程。这涉及到让酵母殖民地的方案强调刺激他们从廉价原料生产更多的石油。查克说这种方法可以导致更健壮的微生物;它也避免了管理转基因生物条例。
拥有专利的Xylome基因修改酵母种类的方法Lipomyces starkeyi,正在努力增加产量的玉米麦芽糖的应变。另一个应变的发展可以从乙醇生产废物生产石油,凯莱赫索赔最终可能产生一个石油一半原始马来西亚棕榈油的当前价格。过去几十年的研究使用这样的纤维,纤维原料为生物燃料表明这是一个很难达到的目标,但凯莱赫和杰弗里斯公司有信心能让这种方法工作。“纤维素塑料会最终获胜,”杰弗里斯说。
价格可能不那么重要,如果环保意识的消费者愿意接受更高的价格对palm无油产品。
Jeffrey徘徊,国家可再生能源实验室的生物,评论说,这种微生物石油替代品的发展是值得追求的,但他认为这些公司有困难的道路发展可行的菌株,可以在大规模生产,可以使用纤维素原料。”有很多旋钮可以转,所以我不想说这是不可能的,”他说。“我也不想说很容易。”
即使提高菌株,是有限的微生物可以推多远。在一个“limits-of-science”模式,查克的团队设想一种微生物油脂可能达到与未来棕榈油价格平价。他们发现即使是在理想的情况下,微生物油脂仍将高于栽培棕榈油,而更有可能的最好的情况是微生物油脂价格的4倍以上。“我不知道谁来支付,”李说。但是,如果更多的有价值的副产品如氨基酸或蛋白质可以制造以及石油、微生物油脂可能与传统的棕榈油,查克说。价格也可能不那么重要,如果环保意识的消费者愿意接受更高的价格对palm无油产品。
是可行的,微生物的选择也需要加入了监管政策逐步淘汰不可持续生产棕榈油和帮助生产国使经济多样化,查克说。消退或碳排放税前景还可以提高酵母油脂,由于微生物油脂的碳足迹是可能会低于棕榈油被砍伐的土地上种植。然而,酵母的完整生命周期排放油还没有详细研究了。
克里斯托弗·查克·巴斯大学的化学工程师,正在努力生产酵母能够产生更多的石油从廉价的原料。英国巴斯大学
“我们如何确保我们没有更换一个和另一个可怕的事情吗?”查克说。
和之前任何可以提供微生物油脂,抑制棕榈油生产的直接影响将需要更多的可持续林业、Sara整流罩,可持续棕榈油圆桌会议的发言人在一封电子邮件中写道。“我们的立场是,棕榈油可以和应该可持续生产。的创始人“戴安娜Chalil财团的研究小农在印度尼西亚棕榈油,补充说,未来森林砍伐也可以阻止通过帮助小农种植者增加现有的油棕作物的产量。
实际上,每年有7000万吨的石油产量,有不止一个的空间解决方案。微生物油脂不会替换所有甚至大部分传统的棕榈油生产有显著的环境效益,查克说。他们只会抑制增长的行业,可能会开始代替棕榈油在更昂贵的产品,比如化妆品,像C16生物科学公司战略和Xylome追求。
“我不认为我们会扰乱他们生产的今天,“凯莱赫说。“我们真的代表另一个行业的增长。”
它可能是not-so-cosmetic改变的开始。
