چالش ها و راههای پیش رو برای استفاده از سوخت های زیستی و اثرات زیست محیطی آن ها

محدود بودن سوخت های فسیلی، گران بودن و ضررهای ناشی از استفاده از آن ها، باعث شده که انسان به استفاده از انرژی های تجدید پذیر روی آورد. یکی از انواع انرژی های تجدید پذیر سوخت های زیستی می باشد. از منابع اولیه سوخت های زیستی می توان به ضایعات چوبی، تفاله های محصولات کشاورزی، نیشکر، غلات و روغن گیاهان و سبزیجات اشاره کرد. سوخت های زیستی از موجودات زنده یا از سوخت و ساز محصولات فرعی (مواد زاید آلی یا مواد غذایی) تولید می شوند. لیگنوسلولزهای دیواره ی سلولی گیاهی، منابع جذابی برای تولید سوخت های زیستی پایدار می باشند. تبدیل لیگنوسلولز به سوخت های زیستی با استفاده از تکنولوژی های موجود، بدلیل نیاز به مراحل پیش پالایش شیمایی و هیدرولیز آنزیمی برای ساختار شکنی دیواره ی سلولی، بسیار گران است. سرسختی دیواره ی سلولی در بسیاری از گیاهان که دیواره ی سلولی آن ها توسط روش های بیوتکنولوژی اصلاح شده است، کاهش یافته است. این نتایج توسط کاهش مقدار لیگنین و تغییر در ترکیب و ساختار آن بدست آمده است. همچنین کاهش سرسختی توسط تغییر در بیوسنتز همی سلولز و بیان آنزیم های میکروبی در گیاهان برای شکستن اتصالات لیگنین و کربوهیدرات حاصل شده است. تاکنون از مهندسی ژنتیک جهت اصلاح و بهبود آنزیم های دخیل در هضم آنزیمی منابع سلولزی و لیگنوسلولزی و مهندسی مسیرهای متابولیکی دخیل در تولید سوختهای زیستی استفاده شده است. همچنین این گیاهان تراریخت اغلب عملکرد تولید قند بهتر و تولید اتانول بیشتری دارند. اصلاح دیواره سلولی در گیاهان تراریخت می تواند بدون تاثیر منفی بر عملکرد، سرسختی دیواره را کاهش دهد و این نشان می دهد که اصلاح دیواره سلولی به صورت موفق می تواند بدون تاثیر در یکپارچگی دیواره سلولی یا رشد گیاهان، حاصل شود. برای درک بیشتر ساختار و فرم دیواره سلولی باید مواد اولیه لیگنوسلولزی را به خوبی اصلاح کنیم و قیمت تولید سوخت زیستی را کاهش دهیم. در این نوشته ابتدا به مقدمه ای در خصوص معرفی بیوفیول یا سوخت های زیستی می پردازیم و سپس روش های مختلف مهندسی ژنتیکی و بیوتکنولوژی برای تولید با صرفه ی سوخت های زیستی را معرفی می کنیم. همچنین سعی شده است به تمامی نقاط مهم در مسیر که قابل اصلاح و بهبود با مهندسی بیوتکنولوژی می باشند اشاره شود و با آنالیز و بررسی چالش های پیش رو، روش های موثر پیشنهاد گردد.

Keywords:

سوخت زیستی , بیوتکنولوژی , لیگنوسلولز , دیواره سلولی