瑞士研究：經改造大腸桿菌可處理啤酒廠廢水兼發電

自 1911 年英國真菌學家 Michael Cressé Potter 注意到啤酒酵母可以發電以來，學者一直嘗試利用微生物發電，但這些「生物電力」效率太低無法實際被人類使用。更重要的是，要成功令微生物發電，需要非常特殊的條件。

不過最新刊於《焦耳》的瑞士洛桑聯邦理工學院 (EPFL) 研究指，經改造的大腸桿菌可利用啤酒廠廢水發電，而且發電量超越了其他經生物工程改造的細菌株。

有參與研究的 EPFL 化學工程師 Ardemis Boghossian 解釋，大腸桿菌可在多種環境中生長，因此也能在多種環境中發電，包括利用啤酒廠廢水。

為了增強大腸桿菌的發電能力，團隊修改了其基因組，加入了發電細菌希瓦氏菌 (Shewanella oneidensis) 中發現的所有發電所需蛋白質複合物指令。希瓦氏菌在還原金屬時會產生電子流，而這種電子訊號已用於檢測樣版系統中的砷等有毒金屬。

團隊發現，與之前其他經改造的細菌株相比，被改造的大腸桿菌電活性提高了兩倍。然而，這是在實驗室條件下完成的，能否在工業環境中發電將會是個挑戰。

另一方面，由於啤酒廠需要清洗穀物與水箱，而排出的廢水含有糖、澱粉、酒精和酵母等，如果未經處理排放，可能會引發紅潮。因此將這些廢水加以利用，將有一舉兩得之效。

是次團隊使用從瑞士洛桑一家啤酒廠收集的廢水樣本，測試其改造的大腸桿菌。他們發現細菌在 50 多個小時內不斷消耗這些廢水，並以幾何級數繁殖。團隊指，發現也意味著經改造大腸桿菌可能有助應對污水問題。

來源：

Science Alert, Scientists Engineer E. Coli Bacteria to Generate Electricity

報告：

Mouhib, M., Reggente, M., Li, L. & et al. (2023). Extracellular electron transfer pathways to enhance the electroactivity of modified Escherichia coli. Joule. doi: 10.1016/j.joule.2023.08.006

文／AC