△显微镜下可以看到裂殖壶菌胞内含有大量脂滴颗粒(图片来源:参考资料5)
饲养员接过瓶子仔细观察:“据我所知,鱼油中就含有丰富的DHA,为什么还要开发微生物呢?”
“没错,鱼油是DHA的传统来源,但是鱼油的质量受到种类、季节和地点的多重影响,更让人担心的是近年来海洋污染日益严重,鱼油的卫生安全难以保障。与之相比裂殖壶菌可以在工厂中规模化培养,不介入海洋环境,没有污染风险。
微生物来源DHA具有易于提纯,没有鱼腥味等优点。除此之外,科学家还可以通过便捷的生物技术对微生物进行改造,进一步提高DHA的产量。”
“当当当,”花花啄了啄玻璃瓶,“这些小家伙个个都这么肥,一定特别能吃吧?”
工程师被逗乐了:“说到吃,我们在它们的食物中添加的碳源可是一种廉价但意义非凡的葡萄糖哦,它来源于木质纤维素。”
木纤维素是如何变成葡萄糖的?
工程师把一脸好奇的花花领到了糖化实验室,这里的科学家正在研究木质纤维素的转化。
实验台上摆满了各式各样的木质纤维素原材料,有玉米秸秆、玉米皮、玉米芯、小麦秸秆、稻草、松树皮……
“纤维素是地球上最丰富的有机物,占植物界碳素50%以上,如果能高效利用起来,不仅可以缓解日益严重的化石能源危机还可以巧妙地解决农林废弃物处理问题,可谓一举两得。”
科学家挑出几份样品:“可难就难在植物具有天然的抗降解屏障,阻碍了木质纤维素向葡萄糖的转化。比如说我手中的这种玉米秸秆吧,在它的细胞壁中,葡萄糖分子手拉手形成了纤维素链,继而折叠压缩成连一个水分子都插不进去的致密结晶。结构更加复杂的木质素、半纤维素则包裹在纤维素链周围,打造了一堵‘钢筋水泥’城墙。”
“我们科学家的工作就是攻破这座城墙,”科学家拿起一包预处理后的玉米秸秆,“酸泡、碱浸、汽爆……想尽一切法子折磨它,让纤维素尽可能暴露出来,我们的工作也就到此告一段落……”
花花蹲不住了,“可是纤维素还没有变成葡萄糖啊?”
“别急啊,纤维素转化是场接力赛,下一棒就传给了——它。”
顺着科学家的手指,花花看到摇床里塞满了密封的小瓶子。
“这是我们降解木质纤维素的主力军——热纤梭菌。它来自美国黄石公园的热泉,是一种嗜热厌氧细菌。热纤梭菌是降解木质纤维素的行家,它能够合成一种名为‘纤维小体’的超级武器,把各种不同功能的酶整合在一起,利用酶与酶之间的协同效应,高效地切断纤维素链,实现纤维素到葡萄糖的转变。”
电镜下的热线梭菌及其表面纤维小体
△示意图(图片来源:参考资料3)
科学家打开摇床,热浪立即扑面而来,他取出一个发酵后的瓶子,里面的秸秆底物已经消失殆尽了。
废物?不,这是有机肥料!
离开实验室,花花和饲养员中途搭了个回家的便车。这是名副其实的“便车”啊,一打听原来是去养殖场拉鸡粪的货车,怪不得这么臭!
“你们要把鸡粪扔到哪里去哇?”
“扔?这可是宝贝啊,俺舍不得扔,要带回去堆肥用呢。”司机操着一口本地方言,“俺村种了几百亩玉米,每年秋收后仅残留的玉米苞叶就能达到每亩40公斤左右。现在国家禁止焚烧秸秆,这些农作物垃圾成了个麻烦事儿。后来俺们听说,县里的养鸡场也因为粪便处理问题头疼呢。双方的技术人员一拍即合,搞堆肥!”
“堆肥是啥东西啊?”
“堆肥就是利用动植物遗体和排泄物与泥土、矿物质混合堆积起来作为原料,在温度适宜、水分充足的条件下,经过发酵腐熟、微生物分解生产有机肥料。”
△循环经济(图片来源:百度百科)
堆肥时温度可高达60-70℃,能够*灭原料中所带有的病菌、虫卵和草种等,达到有机废弃物无害化的目的。当然自然的生物堆肥,菌株活性低,菌群结构差,不能满足物料快速腐蚀所需的条件。所以还需额外添加微生物菌剂,进一步提高堆肥的效率和肥料的质量。”
“没想到废物的处理也这么有学问啊!”
司机笑着跟她们道别:“在别人眼里是垃圾,在科学家眼里可都是放错地方的资源啊。”
回到养殖场,花花终于在鸡蛋生产车间安了家,吃饱喝足后它便闭目养神,开始酝酿属于它的第一颗与众不同的鸡蛋。
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