Ethanol-Produktion, Joghurt bakteriell, Viral Heilung immer geplagt

Elizabeth Sommer ist Mitbegründer und chief Science Officer bei Phagen Biocontrol, Inc . War dieser Artikel die US National Science Foundation (NSF) des American Institute of Chemical Engineers Publikation Chemical Engineering Progress vorbereitet. Der Autor dieses Artikels zu Leben Wissenschaft beigetragen Experten stimmen: Op-Ed & Einblicke.

Die vorteilhaften Mikroben, die Milch in Joghurt umwandeln und Handeln der Menschen Mut zur Förderung der Gesundheit des Verdauungssystems verursachen große Probleme im Äthanol Gärtanks. Bei der Vergärung von Mais zu Ethanol zu erstellen, Hemmung des Wachstums von Ethanol erzeugenden Milchsäure Bakterien vermehren, und verunreinigen die Tanks können Hefe. Das Ergebnis ist verlangsamte Gärung und einer reduzierten Biokraftstoff Ausbeute von 20 Prozent pro Pfund Inputmaterial, potenziell Produktion heruntergefahren.

Die am häufigsten verwendeten Kontrollmaßnahmen – chemische Antibiotika wie Antibiotika – beseitigen nicht die Milchsäurebakterien. Darüber hinaus füttern das Potenzial auf den Körnern antibiotische Rückstände hinterlassen, nachdem Gärung Kunden abwendet, die sonst das Material als Tier verwenden würde.

Mit Unterstützung von US National Science Foundation (NSF), unser Unternehmen — Ecolyse Inc. mit Sitz in College Station, Texas — arbeitet daran, um dieses Problem zu beheben, durch die Entwicklung von Produkten zur Behandlung von bakteriellen Kontamination.

Am Ecolyse haben wir die Verbindung, die der Schlüssel zur Lösung von Ethanol Gärung Verlangsamungen in einem anderen Industrie-Problem gefunden werden konnte. Im Laufe der Jahre erlebten Joghurt-Hersteller folgen der weit verbreiteten Milchsäure-Bakterien-Kultur Tod aufgrund der Aktivität eines Virus, die die Bakterien angreift. Das Virus injiziert ihre DNA in Bakterienzellen, replizieren von innen, und dann, dass bakterielle Zelle Lysis (d.h. platzen) Nachkommen Phagen (Viren) zu veröffentlichen.

Wir versuchen, die angeborene Fähigkeit, dass Milchsäure-Bakteriophagen, unerwünschte Milchsäure-Bakterien während der Gärung Ethanol zu kontrollieren nutzbar zu machen.

Jede Art von Virus oder Bakterium, tötet nur eine Art von Bakterien. Diese Besonderheit macht die Phagen sicher genug für den menschlichen Verzehr; Phagen sind in vielen Lebensmitteln und Naturlandschaften. Sondern diese Besonderheit macht es schwierig, um eine geeignete Phagen für eine gegebene Situation zu finden.

Die Entwicklung von Phagen-basierten Produkten beginnt mit ein umfassendes Verständnis der Spezies von Bakterien, die dazu führen, ein bestimmtes Problem dass zu gewinnen. Um die Bakterien der Sorge zu identifizieren, ist DNA isoliert aus dem Rohmaterial von Interesse (Mais Maische, bei Ethanol-Produktion), und dann eine molekulare Siebtechnik, wie Polymerase-Kettenreaktion (PCR) oder DNA-Sequenzierung identifiziert die Bakterien.

Die Bakterien sind im Labor gezüchtet und dann als Köder in so genannte "Phagen jagt." In einem Phagen-Jagd ist eine Kultur der Bakterien mit einer ökologischen Probe dachte Phagen enthalten gespickt. Wenn Phagen spezifisch für diesen Host-Bakterien vorhanden sind, werden sie wachsen und vermehren sich in der Probe, Erhöhung der Konzentration von etwa einem Partikel pro Milliliter auf mehr als 10.000 Partikel pro Milliliter nach einem Tag oder so. Sobald genug verschiedene Arten von Phagen isoliert sind, können sie in flüssigen Kulturen von Host-Bakterien, die großen Mengen für industrielle Behandlung erforderlich machen angebaut werden.

Ecolyse produziert das Bakterium als flüssige Lysates, die Flüssigkeit "Suppe", bestehend aus zellulären Schutt und Phagen Partikel, die entsteht, wenn ein Bakterium (Brüche) lysen eine Bakterienzelle. Sie sind am besten am Anfang des Kreislaufs Gärung angewandt; wie Antibiotika ist ein Fenster der Gelegenheit für die Behandlung.

Ein 10 oder 100 fache Rückgang der Milchsäure-Bakterien erhöht Ethanol Erträge. Ein weiterer Pluspunkt ist, dass Antibiotika durch Phagen zu ersetzen, während der Gärung die Verkehrsfähigkeit der getrockneten Distillers Grain Nebenprodukt (potenzielle Viehfutter) erhöht, die als Antibiotika frei bezeichnet werden kann.

Entwicklung von Phagen Produkten um solche Bakterien während der Gärung Ethanol zu steuern stellt eine attraktive Phagen Anwendung in den größeren Rahmen der industrielle Mikrobiologie. Bis jetzt hatte keine Gesellschaft Phagen Produkte anders als für medizinische und landwirtschaftliche Anwendungen entwickelt. Dies ist teilweise auf einen allgemeinen Mangel an Bewusstsein für industrielle Verschmutzung.

Bestimmte Branchen erleben jedoch chronische nachteilige Auswirkungen einer bakteriellen Kontamination. Z. B. die Öl- und Gas Industrie Gesichter Staffelung Umsatzverluste durch Produktabbau von Schwefelwasserstoff Bakterien verbrauchen, und die Industrie verbringt eine geschätzte $ 7 Milliarden pro Jahr für chemische Biozide Behandlungen. Bakterien sind auch in die Korrosion von Metall und Betonbauten, konservativ geschätzt, um ungefähr $ 82 Milliarden pro Jahr werden Schäden verwickelt. Milchsäure-Bakterien ist ein relativ klar definierten Ziel, so Gärung Ethanol eine viel versprechende frühe Anwendung zur Steuerung der Phagen.

Diese Technologie wurde durch die NSF Small Business Innovation Research Program finanziert. Dieser Artikel wurde von der National Science Foundation für CEP bereitgestellt. Alle Experten stimmen Fragen und Debatten zu folgen – und werden Sie Teil der Diskussion – auf Facebook, Twitter und Google +. Die Meinungen sind die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Meinung des Herausgebers. Diese Version des Artikels erschien ursprünglich am Leben Wissenschaft.