能源新方向：細菌產石油

高育紅

最近，美國科學家在熱帶雨林中發現了一種粉紅色的霉菌。這種霉菌有一種奇特的功能，可以讓植物枝葉發酵，轉化為燃燒值特別高的柴油氣。這個發現為植物能源的利用開辟了新途徑，是科學家在尋找可再生能源過程中的一項重大發現。

在目前能源逐漸緊缺的形勢下，尋找可再生能源是各國科學家正在探索的事情，其中植物能源大受歡迎。因為植物可以再生，利用植物的枝葉生產能源不會影響生態環境。在200多年前，人們就發現植物發酵可以產生燃燒性氣體，這種氣體的主要成分是甲烷，俗稱“沼氣”。

然而，沼氣的密度小、燃燒值低，因此不是很理想的燃料。于是，科學家希望能夠從植物廢料中提取到更好的燃料。美國科學家加里·斯特貝爾就找到了這樣一種原料，他在阿根廷巴塔哥尼亞高原的熱帶雨林中發現了粉紅粘帚霉，這種霉菌可以把植物的枝葉轉化為燃燒值比沼氣高得多的柴油氣。

斯特貝爾在心葉船形果木樹的樹干上發現了寄生的粉紅粘帚霉。他對粉紅粘帚霉的生存特性特別好奇，因為這種長在植物枝干上的霉會產生氣體，這些氣體可以消滅附近的其他真菌，讓它獨享植物枝干的“美食”。斯特貝爾希望弄清楚這些氣體為何可以作為粉紅粘帚霉的武器，結果發現這些氣體不過是高濃度的碳氫化合物，可讓其他真菌窒息而死。

斯特貝爾等人在實驗室內檢驗粉紅粘帚霉的性能，用以燕麥為基礎的果凍和纖維素培養它們。研究人員利用抽風機把粉紅粘帚霉排出的氣體抽走，并將它們收集起來。他們對粉紅粘帚霉發酵植物原料釋放的氣體進行分析，發現其中富含8種柴油中的碳氫化合物，如燃燒值很高的辛烷。

與現在世界各地的植物燃料工廠生產的生物乙醇相比，粉紅粘帚霉發酵產生的這種氣體燃燒效果更好。這個發現讓斯特貝爾十分驚喜，他說：“地球上還沒有其他已知生物能讓植物發酵出柴油氣。這種氣體混合物可以驅動發動機，直接作為機械的燃料。”

更令人振奮的是，粉紅粘帚霉可以生長在纖維素上。目前，植物能源科學家要攻克的難題就是怎樣利用植物的纖維素，纖維素中含有大量的碳氫化合物，但是用普通的化學方法和生物方法都特別難分解。斯特貝爾說：“纖維素是地球上最豐富的有機化合物，但大多數給浪費掉了。”

通過粉紅粘帚霉對纖維素進行發酵，可以產生大量現成的柴油氣。但還需要做更多的實驗來證實此想法的可行性。研究人員將做更大規模的測試，進行發酵后讓此真菌產生足夠多的柴油氣來驅動一臺小發動機。如果他們能做到這一點，利用這種方法來大規模生產柴油氣就變得可行了。

植物燃料曾被宣傳是代替石油的好選擇，而且植物生長過程中可以吸收植物燃料產生的二氧化碳，讓大氣中二氧化碳濃度不會失衡。然而，現在不少人反對植物燃料，是因為許多工廠用糧食來生產燃料，而工廠不用植物廢料作生產原料的原因是纖維素難以分解。如果廣泛用粉紅粘帚霉發酵植物廢料，就可以擺脫植物燃料工廠用糧食作原料的困境。斯特貝爾還發現，粉紅粘帚霉含有獨特的基因，能生產出將纖維素分解成柴油氣的酶。因此，可以把這種基因轉移到其他微生物的體內，讓其他微生物也能分解纖維素產生柴油氣，這樣就可以有效擴大工廠的規模。

斯特貝爾的研究還有可能揭開石油形成之謎，傳統石油形成理論認為，石油是植物被埋在地下時，在地殼的高溫高壓下形成的。但這個理論不能解釋一些淺層油田的成因，根據斯特貝爾的研究，粉紅粘帚霉或其他微生物很可能在石油的形成中起了重要作用。■