Enzymes, génétiquement modifié pour éviter de coller aux surfaces de la biomasse comme les tiges de maïs, peut réduire les coûts de production de biocarburants à base de cellulose comme l'éthanol. Crédit :Shishir Chundawat/Rutgers University et U.S. Department of Energy.
Les biocarburants comme l'éthanol contenu dans l'essence américaine pourraient devenir moins chers grâce aux experts de l'Université Rutgers du Nouveau-Brunswick et de l'Université d'État du Michigan.
Ils ont démontré comment concevoir et modifier génétiquement des surfaces enzymatiques afin qu'elles se lient moins aux tiges de maïs et à d'autres biomasses cellulosiques, réduire les coûts des enzymes dans la production de biocarburants, selon une étude publiée ce mois-ci en couverture de la revue ACS Chimie et Ingénierie Durables .
"En fin de compte, nous pouvons réduire le coût de conversion de la biomasse en biocarburants, " a déclaré Shishir P. S. Chundawat, auteur principal de l'étude et professeur adjoint au Département de génie chimique et biochimique de l'Université Rutgers-Nouveau-Brunswick.
Typiquement, les enzymes exploitées pour aider à transformer le panic raide, tige de maïs (tiges de maïs, feuilles et autres restes) et le peuplier en biocarburants représentent environ 20 pour cent des coûts de production, dit Chundawat, dont le département est à l'École d'ingénieurs. Les enzymes coûtent environ 50 cents le gallon d'éthanol, Ainsi, le recyclage ou l'utilisation de moins d'enzymes rendraient les biocarburants moins chers.
Aux Etats-Unis, l'essence contient généralement jusqu'à 10 pour cent d'éthanol et le grain de maïs est la principale matière première de l'éthanol, selon l'Energy Information Administration des États-Unis. Les bioraffineries produisent environ 15 milliards de gallons d'éthanol par an.
Dans les dernières années, certaines raffineries ont commencé à convertir les parties non comestibles des plants de maïs en éthanol, dit Chundawat.
« Le défi est de décomposer la matière cellulosique (végétale), en utilisant des enzymes, en sucres fermentescibles en éthanol, " a-t-il dit. " Ainsi, tout progrès visant à rendre l'étape de traitement enzymatique moins chère rendra le coût du biocarburant moins cher. C'est un problème assez insoluble qui vous oblige à l'attaquer sous différents angles, donc ça prend du temps."
La biomasse contient de la lignine, un polymère organique qui se lie aux fibres végétales et les renforce. Mais la lignine inactive les enzymes qui s'y fixent, entraver les efforts visant à réduire l'utilisation et les coûts des enzymes, selon Chundawat.
Les chercheurs de Rutgers et de la Michigan State University ont montré comment des enzymes spécialement conçues (protéines) peuvent limiter leur liaison et leur inactivation par la lignine. Cela réduirait finalement l'utilisation d'enzymes et rendrait le recyclage des enzymes réalisable pour les bioraffineries dans un avenir proche, dit Chundawat.
