Nya rön om jäst kan snabba på etanolproduktion

Johan Westman, forskarstudent vid Chalmers tekniska högskola och Högskolan i Borås, har studerat olika sätt att odla jäst vid etanolframställning av material rikt på lignocellulosa, för att se om det går att skynda på processerna och om det går att få jästsvamparna mer motståndskraftiga mot giftiga ämnen som kan störa processen.

De upptäckta fördelarna med dessa alternativa sätt att odla jäst öppnar dörren för andra generationens biobränsle, bränsle producerat av svårnedbrytbara cellulosamaterial. Detta presenterar han i sin avhandling ”Ethanol production from lignocellulose using high local cell density yeast. Investigations of flocculating and encapsulated Saccharomyces cerevisiae.” 

Bromsande ämnen
När man tillverkar etanol används vanlig bagerijäst för att bryta ner socker och stärkelsebaserade material, främst sockerrör och majs som ju också används till mat. Blicken riktas därför alltmer mot andra material för etanolproduktion.

Problemet har hittills varit att lignocellulosarikt material är svårare att omvandla till etanol än socker och stärkelsebaserade material. Materialet måste förbehandlas för att dela upp det till enkla sockerarter. Under detta förbehandlingssteg bildas ofta ämnen som hindrar eller bromsar jästens arbete i den efterföljande jäsningsprocessen.

Detta är ett stort problem då jäsningsprocessen kan bli långsam eller helt avstanna. Lignocellulosa har ytterligare en egenskap som krånglar till det. Det innehåller andra sockerarter, pentoser, utöver de sockerarter, hexoser, som med traditionell processteknik kan omvandlas till etanol av jäst. Den vanliga jästsvampen S. cerevisiae kan inte naturligt utnyttja pentoserna. Därför har man genmodifierat jäst för att få fram pentosjäsande egenskaper. Ett problem återstår, jästen bearbetar inte alla sockerarter samtidigt, utan i olika steg, vilket gör att jäsningsprocessen blir långsam.

Samlade jästceller – Bättre motståndskraft
Genom att klumpa ihop jästcellerna har Johan Westman funnit att jästen blir motståndskraftig mot ämnen som kan störa jäsningen. Han har studerat jästceller inkapslade i ett gelmembran samt flockulerad, hopklumpad jäst och i båda fallen funnit att jästcellerna blir motståndskraftiga och bättre kan bearbeta störande ämnen när de ligger tätt tillsammans.

Dessutom jämnas jäsningsprocessen ut och går snabbare då jästen bearbetar både hexoser och pentoser samtidigt.

FAKTA
Mer information om avhandlingen: http://publications.lib.chalmers.se/publication/192865-ethanol-production-from-lignocellulose-using-high-local-cell-density-yeast-cultures-investigations-o