Enzym sætter fart i biobrændstof

Det er vanskeligt at omdanne cellulose til biobrændstof hurtigt og effektivt nok.

Derfor fremstilles biobrændsel i dag ofte af planter, der kunne have været menneskeføde.

Nu har norske forskere imidlertid vist, hvordan det er muligt at sætte fart i produktionen af såkaldt andengenerations-biobrændstof af cellulose, muligvis med en faktor på 10 eller måske endnu mere.

Den nye metode bruger en helt ny type enzym for at nedbryde kitin, som er et celluloselignende stof. Den videre nedbrydning med kendte metode vil derfor blive mere effektiv.

Der findes tilsvarende enzymer for cellulose, men hidtil har forskerne kun arbejdet med kitin.

»Vores fund viser, at nedbrydning af cellulose kan blive en meget mere effektiv proces,« siger Vincent Eijsink.

Sammen med en række andre forskere har han netop fået resultaterne publiceret i det anerkendte tidsskrift Science.

Kostbare enzymer

»Hvis de kan lykkes med det, er det et vigtigt fremskridt for produktionen af biobrændstof,« siger Nils Dyrset, som forsker i biobrændstof ved SINTEF i Trondheim.

»Et stort problem i produktionsprocessen er de høje udgifter til enzymer,« fortæller han.

»At få nedsat enzymforbruget er meget vigtigt, hvis produktionen af biobrændstof skal kunne betale sig.«

»Hvis disse nye metoder kan give et højere udbytte og hurtigere produktion af biobrændstof med færre enzymer, vil det kunne bidrage til en mere profitabel produktion,« siger Dyrset.

»Vi håber på, at vi kan reducere udgifterne af det enzymatiske trin med måske helt op til 90 procent. Eftersom dette trin er et af de dyreste i processen, betyder det meget,« siger Vincent Eijsink.

Ny enzymreaktion

Den nye metode blev fundet ved at studere nedbrydningen af kitin. Stoffet findes blandt andet i rejeskaller og cellevæggene hos svampe, og det minder meget om cellulose.

Biokemikere har tidligere spekuleret på, om der findes en kemisk faktor, som får nedbrydningen af kitin med kendte enzymer til at gå nemmere.

»Og nu har vi fundet denne faktor. Den viste sig at være en helt ny type enzym. Og endnu bedre: Vi kan vise, hvordan effektiviteten af denne faktor kan optimeres, så vi får en superhurtig nedbrydning,« siger Eijsink.

Han og kollegerne fra Universitetet for Miljø og Biovitenskap kalder det nye enzym Chitin Binding Protein 21 (CBP21). Dette enzym laves blandt andet af bakterien Serratia marcenscens.

Efter at CBP21 har gjort sit arbejde med kitinen, bliver de mest utilgængelige og stive dele af molekylet mere åbne og fleksible. Dermed bliver det lettere at nedbryde kitinet til sukker ved hjælp af enzymet kitinase, som man godt kendte til i forvejen.

Sukker er en vigtig bestanddel i produktionen af biobrændsel og kan også bruges til at fremstille en række andre produkter, som i dag laves af olie.

Også for cellulose

En tilsvarende proces håber forskerne at kunne påvise for enzymer i gruppen glykosid hydrolase 61 (GH61), som virker på cellulose.

Denne proces er endnu vanskeligere at påvise end kitinspaltningen, men Eijsink og kollegerne er optimistiske.

Der findes nemlig lignende enzymer, som virker på cellulose, skriver de i indledningen i artiklen i Science.

»Vores resultater med CBP viser, hvordan aktiviteten hos disse enzymer kan optimeres,« siger Vincent Eijsink.

© forskning.no. Oversat af Magnus Brandt Tingstrøm