編譯／韋士塔

減少碳排放已成為各領域的主流趨勢，許多產業已制定減碳目標以及實現碳中和的時程表；如今，化學專家研發出一種創新方式，對細菌進行基因改造後，這種細菌能消耗一氧化碳和二氧化碳，並將這兩種化合物轉化為廣泛使用、具有商業價值的丙酮和異丙醇，不僅有助環保，還帶來龐大商機。

丙酮和異丙醇用於製造洗手液、油漆、去光水、樹脂、鏡片清潔劑、外用酒精、燃料添加劑，過去，這兩種化合物幾乎都是由原始化石燃料製成。據統計，丙酮和異丙醇的全球市場規模超過100億美元。依現行技術，生產1噸丙酮，會產生2噸二氧化碳；但以基改細菌吞食一氧化碳和二氧化碳產生丙酮和異丙醇，則可讓生產過程的碳排放轉為負值。

美國西北大學（Northwestern University）化學家吉威特（Michael Jewett）與大型生物乙醇公司LanzaTech合作，開創了這種環保的化學合成新方法。

吉威特的研究團隊在發表於《自然生物科技》（Nature Biotechnology）期刊的論文中表示，透過微生物發酵，從非化石燃料來源生產各種化學品，是一種極具前景的製造方法，這種方法在食品產業被用來製造優酪乳、啤酒和其他產品。這個領域依賴發酵糖的微生物，但以糖為原料的成本較為昂貴，且生產過程會產生溫室氣體。

然而，研究人員把原本用於工業、能自行生產乙醇的梭菌（clostridium autoethanogenum）菌株進行基因改造後，這種稱為「產乙酸菌」（acetogen）的細菌生物，能透過發酵作用以乙酸鹽為食物。產乙酸菌能消耗工業排放物（如二氧化碳），並以極高的效率將其轉化為丙酮或異丙醇，幾乎不會產生其他副產品。

吉威特表示，這項研究帶來了一個機會，能把工業排放或生物和城市廢棄物產生的廢氣，轉化為更有用的產品。研究團隊採用這種獨特的產生丙酮和異丙醇的細菌菌株，並與LanzaTech合作，使用該公司的乙醇生產設施，測試這個構想是否能在現實世界中發揮作用。

吉威特指出：「我們的商業化願景，是把LanzaTech現有的乙醇氣體發酵設施，轉變為產品生產工廠。LanzaTech已成功營運兩家商業工廠，把重工業的排放物轉化為乙醇；他們迄今已生產超過3000萬加侖的乙醇，並減少了15萬噸二氧化碳排放。」

吉威特表示：「我們能夠靈活調整，把目前用於商業氣體發酵設施中的產生乙醇微生物，換成生產丙酮或異丙醇的新微生物，工廠運營商能根據市場需求迅速調整，不須更換設備。與傳統的化學製造程序相比，這是一項關鍵優勢；傳統的化學製造工廠通常僅供特定的轉化過程使用，但透過基因改造技術，我們能使用相同的設備製造不同的產品，讓業者節省下建造新廠的數百萬美元資金。」

吉威特認為，這種製造丙酮和異丙醇的永續替代方案，不僅能實現化學工程的夢想，對溫室氣體排放量較高的產業來說，也是一項好消息。