。

二氧化碳作為新一代發(fā)酵原料

，因其明顯的氣候緩解用途而備受關(guān)注，但其他合適的氣體包括甲烷、甲酸鹽、甲醇、乙酸鹽和乙醇——其中一些是具有生態(tài)毒性的低價(jià)值工業(yè)副產(chǎn)品。為高價(jià)值制造業(yè)減少對環(huán)境有害的氣體可能有助于實(shí)現(xiàn)氣候緩解目標(biāo)，而使用天然氣而不是生物質(zhì)可以減少使用資源密集型作物生產(chǎn)化學(xué)原材料的需求。

目前

，氣體發(fā)酵技術(shù)的進(jìn)展在學(xué)術(shù)界和工業(yè)界大致平分秋色。商業(yè)化才剛剛開始，兩個(gè)領(lǐng)域的研究人員仍在尋找使功能性食氣微生物多樣化并使其有效生產(chǎn)化學(xué)品的方法。

當(dāng)今發(fā)酵中的原料問題

氣體發(fā)酵解決了現(xiàn)有工業(yè)發(fā)酵途徑的問題

。發(fā)酵生物制造已經(jīng)為消費(fèi)化學(xué)品提供了一種更可持續(xù)的制造途徑，但某些問題仍然存在。

由于發(fā)酵生物制造避免使用石化原料或生態(tài)有毒的合成化合物

，因此它已成為綠色化學(xué)工業(yè)的一種方式，并通過利用可再生原料和活生物體作為生產(chǎn)消費(fèi)化合物的機(jī)制來減少對石油的依賴。

然而

，削弱當(dāng)今發(fā)酵工業(yè)可持續(xù)性的一個(gè)因素是其有機(jī)原料的來源和性質(zhì)。

當(dāng)今工業(yè)中常見的培養(yǎng)原料是現(xiàn)代發(fā)酵中最有環(huán)境問題的方面。大多數(shù)行業(yè)利用甘蔗

、甜菜、玉米和高粱作為其加工過程中的糖源。

這些都是人類食物

，需要大量土地，這意味著它們可以減少可用于種植人類食物作物的面積，并通過使用農(nóng)業(yè)肥料增加最終產(chǎn)品的碳強(qiáng)度。 還有更多可持續(xù)的選擇。一些生物精煉廠使用農(nóng)場的廢棄副產(chǎn)品作為微生物原料。這些資源是有限的、可變的，收集它們可能存在后勤和成本障礙。

Lanzatech 將氣體發(fā)酵從生物燃料擴(kuò)展到工業(yè)化學(xué)品

Lanzatech是最大的氣體發(fā)酵公司

，主要利用一氧化碳生產(chǎn)乙醇航空燃料。該公司將自己定位為一家碳回收技術(shù)公司，利用細(xì)菌將廢氣轉(zhuǎn)化為燃料。

這家總部位于伊利諾伊州的公司成立于 2005 年

，并于 2022 年宣布計(jì)劃通過與 AMCI Acquisition Corp 的交易上市，該交易將為該公司解鎖 2.75 億美元，并將其估值提高至 22 億美元。該公司主要從鋼廠廢氣中提取一氧化碳?xì)怏w原料，其業(yè)務(wù)分布在新西蘭、中國和臺灣的主要鋼廠。2018 年，維珍航空的航班首次將鋼鐵排放的噴氣燃料用于商業(yè)用途。

目前

，只有少數(shù)化工產(chǎn)品可以通過氣體發(fā)酵方法高效獲得。能夠消耗氣體的微生物在吸收碳來制造除生物燃料之外的任何化學(xué)品方面并不是特別快或有效。 其他高價(jià)值化學(xué)品，例如用于個(gè)人護(hù)理的化學(xué)品，目前尚未通過氣體發(fā)酵進(jìn)行大量商業(yè)生產(chǎn)。 然而，Lanzatech 現(xiàn)在正在將業(yè)務(wù)擴(kuò)展到航空業(yè)之外。2022 年 2 月，該公司宣布進(jìn)行了一項(xiàng)試點(diǎn)演示，將廢碳生產(chǎn)為丙酮或異丙醇，這是織物、材料和化妝品等多個(gè)行業(yè)數(shù)千種產(chǎn)品的基本前體。

這些新的氣體發(fā)酵產(chǎn)品是通過重新連接乙醇燃料生產(chǎn)中使用的微生物C. autoethanogenum來生產(chǎn)丙酮和異丙醇而實(shí)現(xiàn)的

。該演示發(fā)表在《自然生物技術(shù)》上，得出的結(jié)論是，Lanztech 的氣體凝膠化丙酮和異丙醇的生命周期排放量為負(fù)，這意味著整個(gè)發(fā)酵過程從大氣中吸收的碳多于釋放的碳。該研究還表示，該方法可以“輕松適應(yīng)各種商品化學(xué)品”。

Lanzatech 的原料是一氧化碳

，而不是二氧化碳。然而，該公司生產(chǎn)丙酮和異丙醇的新工藝可能會(huì)消耗二氧化碳，首席執(zhí)行官 Jennifer Holmgren 表示，氫氣也被提供給微生物消耗。 該公司目前正在擴(kuò)大面向消費(fèi)者的化學(xué)品行業(yè)的合作伙伴